變結構控制算法研究及其在導彈控制系統(tǒng)中的應用
發(fā)布時間:2024-02-04 16:38
現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境越來越惡劣,對導彈突防能力和打擊效果要求越來越高,也就是要求導彈具有良好的機動作戰(zhàn)性能,那么導彈需要以大攻角飛行,這使得傳統(tǒng)的用于導彈控制系統(tǒng)設計的小擾動線性化基本假設不再成立。同時,為了充分利用導彈的機動過載能力,也經常在導彈上采用傾斜轉彎(Bank-to-Turn, BTT)控制技術,這使得導彈的側向運動和縱向運動存在強烈的交叉耦合作用。在設計導彈制導系統(tǒng)時,即使將彈體當作質點處理,導彈與目標的相對運動模型也是強非線性的。綜上,未來的導彈系統(tǒng)是一個變量間耦合嚴重、強非線性、干擾嚴重及快時變的復雜系統(tǒng),所以傳統(tǒng)的導彈制導與控制系統(tǒng)設計基礎(小擾動線性化假設和系數凍結基本假設)將不再成立[1]。 滑模變結構控制(Sliding Mode Control, SMC)以其獨特的優(yōu)點,如具有算法簡單,不要求被控對象具有精確的數學模型,當系統(tǒng)參數攝動和外界干擾符合完全匹配條件時,控制系統(tǒng)對它們具有不變性等優(yōu)點,所以非常適合導彈制導與控制系統(tǒng)設計。但是由于經典滑模變結構控制系統(tǒng)中存在“抖振”現(xiàn)象造成了在應用它進行導彈制導與控制系統(tǒng)綜合時會遇到巨大困難。為消除經典滑模變結構控制系統(tǒng)中的...
【文章頁數】:103 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景、目的和意義
1.2 變結構控制算法
1.2.1 變結構控制算法的產生
1.2.2 變結構控制算法的發(fā)展
1.2.3 滑模變結構控制理論的研究現(xiàn)狀
1.3 導彈制導與控制系統(tǒng)簡介
1.3.1 滑模變結構控制理論在導彈制導與控制系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀
1.4 論文的主要工作及章節(jié)安排
第2章 滑模變結構控制的基本原理
2.1 滑模變結構控制系統(tǒng)的基本概念
2.2 滑模變結構控制系統(tǒng)的基本性質
2.2.1 滑模的存在條件
2.2.2 到達條件
2.2.3 變結構控制系統(tǒng)的不變性及魯棒性
2.3 滑動變結構控制系統(tǒng)的設計方法
2.3.1 滑模面的設計
2.3.2 變結構控制器的設計
2.4 滑模變結構控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
2.5 滑模變結構控制系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象
2.5.1 抖振產生的原因
2.5.2 抖振的削弱問題
2.6 仿真研究
2.6.1 經典滑模變結構控制算法仿真研究
2.6.2 近似滑模變結構控制算法仿真研究
2.7 本章小結
第3章 高階滑模變結構控制系統(tǒng)
3.1 高階滑模變結構控制系統(tǒng)的基本概念
3.1.1 高階滑模
3.1.2 李導數和相對階
3.1.3 高階滑模變結構控制系統(tǒng)
3.2 典型的二階滑模變結構控制算法
3.2.1 算法原理
3.2.2 仿真研究
3.3 擬高階滑模控制算法
3.3.1 基礎知識
3.3.2 問題描述
3.3.3 主要結果
3.3.4 仿真研究
3.3.5 結論
3.4 本章小結
第4章 基于滑模到達條件的二階滑模變結構控制
4.1 問題描述
4.2 二階滑模變結構控制系統(tǒng)的滑模到達條件
4.3 控制律設計
4.4 自由順序遞階控制
4.5 滑動模態(tài)的選取
4.5.1 一般終端滑模
4.5.2 快速終端滑模
4.5.3 非奇異終端滑模
4.5.4 積分滑模
4.6 仿真研究
4.6.1 基于線性滑模的二階滑模變結構控制算法仿真
4.6.2 基于積分滑模的二階滑模變結構控制算法仿真
4.7 本章小結
第5章 基于二階滑模變結構控制的導彈制導與控制系統(tǒng)設計
5.1 尋的導彈的導引律
5.1.1 尋的導彈制導問題的數學模型
5.1.2 基于二階滑模變結構控制的尋的導彈導引律
5.1.3 滑模變結構制導律的魯棒性
5.1.4 仿真研究
5.2 戰(zhàn)術導彈的姿態(tài)控制
5.2.1 戰(zhàn)術導彈的三通道運動姿態(tài)數學模型
5.2.2 戰(zhàn)術導彈三通道運動的分解數學模型
5.2.3 戰(zhàn)術導彈三通道運動的跟蹤控制
5.2.4 仿真研究
5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和科研成果
致謝
本文編號:3895527
【文章頁數】:103 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景、目的和意義
1.2 變結構控制算法
1.2.1 變結構控制算法的產生
1.2.2 變結構控制算法的發(fā)展
1.2.3 滑模變結構控制理論的研究現(xiàn)狀
1.3 導彈制導與控制系統(tǒng)簡介
1.3.1 滑模變結構控制理論在導彈制導與控制系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀
1.4 論文的主要工作及章節(jié)安排
第2章 滑模變結構控制的基本原理
2.1 滑模變結構控制系統(tǒng)的基本概念
2.2 滑模變結構控制系統(tǒng)的基本性質
2.2.1 滑模的存在條件
2.2.2 到達條件
2.2.3 變結構控制系統(tǒng)的不變性及魯棒性
2.3 滑動變結構控制系統(tǒng)的設計方法
2.3.1 滑模面的設計
2.3.2 變結構控制器的設計
2.4 滑模變結構控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
2.5 滑模變結構控制系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象
2.5.1 抖振產生的原因
2.5.2 抖振的削弱問題
2.6 仿真研究
2.6.1 經典滑模變結構控制算法仿真研究
2.6.2 近似滑模變結構控制算法仿真研究
2.7 本章小結
第3章 高階滑模變結構控制系統(tǒng)
3.1 高階滑模變結構控制系統(tǒng)的基本概念
3.1.1 高階滑模
3.1.2 李導數和相對階
3.1.3 高階滑模變結構控制系統(tǒng)
3.2 典型的二階滑模變結構控制算法
3.2.1 算法原理
3.2.2 仿真研究
3.3 擬高階滑模控制算法
3.3.1 基礎知識
3.3.2 問題描述
3.3.3 主要結果
3.3.4 仿真研究
3.3.5 結論
3.4 本章小結
第4章 基于滑模到達條件的二階滑模變結構控制
4.1 問題描述
4.2 二階滑模變結構控制系統(tǒng)的滑模到達條件
4.3 控制律設計
4.4 自由順序遞階控制
4.5 滑動模態(tài)的選取
4.5.1 一般終端滑模
4.5.2 快速終端滑模
4.5.3 非奇異終端滑模
4.5.4 積分滑模
4.6 仿真研究
4.6.1 基于線性滑模的二階滑模變結構控制算法仿真
4.6.2 基于積分滑模的二階滑模變結構控制算法仿真
4.7 本章小結
第5章 基于二階滑模變結構控制的導彈制導與控制系統(tǒng)設計
5.1 尋的導彈的導引律
5.1.1 尋的導彈制導問題的數學模型
5.1.2 基于二階滑模變結構控制的尋的導彈導引律
5.1.3 滑模變結構制導律的魯棒性
5.1.4 仿真研究
5.2 戰(zhàn)術導彈的姿態(tài)控制
5.2.1 戰(zhàn)術導彈的三通道運動姿態(tài)數學模型
5.2.2 戰(zhàn)術導彈三通道運動的分解數學模型
5.2.3 戰(zhàn)術導彈三通道運動的跟蹤控制
5.2.4 仿真研究
5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和科研成果
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本文編號:3895527
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