變結(jié)構(gòu)控制算法研究及其在導(dǎo)彈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2024-02-04 16:38
現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境越來越惡劣,對導(dǎo)彈突防能力和打擊效果要求越來越高,也就是要求導(dǎo)彈具有良好的機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)性能,那么導(dǎo)彈需要以大攻角飛行,這使得傳統(tǒng)的用于導(dǎo)彈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的小擾動(dòng)線性化基本假設(shè)不再成立。同時(shí),為了充分利用導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)過載能力,也經(jīng)常在導(dǎo)彈上采用傾斜轉(zhuǎn)彎(Bank-to-Turn, BTT)控制技術(shù),這使得導(dǎo)彈的側(cè)向運(yùn)動(dòng)和縱向運(yùn)動(dòng)存在強(qiáng)烈的交叉耦合作用。在設(shè)計(jì)導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)時(shí),即使將彈體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理,導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對運(yùn)動(dòng)模型也是強(qiáng)非線性的。綜上,未來的導(dǎo)彈系統(tǒng)是一個(gè)變量間耦合嚴(yán)重、強(qiáng)非線性、干擾嚴(yán)重及快時(shí)變的復(fù)雜系統(tǒng),所以傳統(tǒng)的導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(小擾動(dòng)線性化假設(shè)和系數(shù)凍結(jié)基本假設(shè))將不再成立[1]。 滑模變結(jié)構(gòu)控制(Sliding Mode Control, SMC)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),如具有算法簡單,不要求被控對象具有精確的數(shù)學(xué)模型,當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)和外界干擾符合完全匹配條件時(shí),控制系統(tǒng)對它們具有不變性等優(yōu)點(diǎn),所以非常適合導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但是由于經(jīng)典滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中存在“抖振”現(xiàn)象造成了在應(yīng)用它進(jìn)行導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)綜合時(shí)會(huì)遇到巨大困難。為消除經(jīng)典滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中的...
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)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(jié)構(gòu)控制算法
1.2.1 變結(jié)構(gòu)控制算法的產(chǎn)生
1.2.2 變結(jié)構(gòu)控制算法的發(fā)展
1.2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的研究現(xiàn)狀
1.3 導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)簡介
1.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論在導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)中的應(yīng)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(jié)構(gòu)控制的基本原理
2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本概念
2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本性質(zhì)
2.2.1 滑模的存在條件
2.2.2 到達(dá)條件
2.2.3 變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的不變性及魯棒性
2.3 滑動(dòng)變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
2.3.1 滑模面的設(shè)計(jì)
2.3.2 變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)
2.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
2.5 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象
2.5.1 抖振產(chǎn)生的原因
2.5.2 抖振的削弱問題
2.6 仿真研究
2.6.1 經(jīng)典滑模變結(jié)構(gòu)控制算法仿真研究
2.6.2 近似滑模變結(jié)構(gòu)控制算法仿真研究
2.7 本章小結(jié)
第3章 高階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)
3.1 高階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本概念
3.1.1 高階滑模
3.1.2 李導(dǎo)數(shù)和相對階
3.1.3 高階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)
3.2 典型的二階滑模變結(jié)構(gòu)控制算法
3.2.1 算法原理
3.2.2 仿真研究
3.3 擬高階滑?刂扑惴
3.3.1 基礎(chǔ)知識(shí)
3.3.2 問題描述
3.3.3 主要結(jié)果
3.3.4 仿真研究
3.3.5 結(jié)論
3.4 本章小結(jié)
第4章 基于滑模到達(dá)條件的二階滑模變結(jié)構(gòu)控制
4.1 問題描述
4.2 二階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的滑模到達(dá)條件
4.3 控制律設(shè)計(jì)
4.4 自由順序遞階控制
4.5 滑動(dòng)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(jié)構(gòu)控制算法仿真
4.6.2 基于積分滑模的二階滑模變結(jié)構(gòu)控制算法仿真
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于二階滑模變結(jié)構(gòu)控制的導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 尋的導(dǎo)彈的導(dǎo)引律
5.1.1 尋的導(dǎo)彈制導(dǎo)問題的數(shù)學(xué)模型
5.1.2 基于二階滑模變結(jié)構(gòu)控制的尋的導(dǎo)彈導(dǎo)引律
5.1.3 滑模變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律的魯棒性
5.1.4 仿真研究
5.2 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的姿態(tài)控制
5.2.1 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的三通道運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)學(xué)模型
5.2.2 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈三通道運(yùn)動(dòng)的分解數(shù)學(xué)模型
5.2.3 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈三通道運(yùn)動(dòng)的跟蹤控制
5.2.4 仿真研究
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)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(shù)】:103 頁
【學(xué)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(jié)構(gòu)控制算法
1.2.1 變結(jié)構(gòu)控制算法的產(chǎn)生
1.2.2 變結(jié)構(gòu)控制算法的發(fā)展
1.2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的研究現(xiàn)狀
1.3 導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)簡介
1.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論在導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)中的應(yīng)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(jié)構(gòu)控制的基本原理
2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本概念
2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本性質(zhì)
2.2.1 滑模的存在條件
2.2.2 到達(dá)條件
2.2.3 變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的不變性及魯棒性
2.3 滑動(dòng)變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
2.3.1 滑模面的設(shè)計(jì)
2.3.2 變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)
2.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
2.5 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象
2.5.1 抖振產(chǎn)生的原因
2.5.2 抖振的削弱問題
2.6 仿真研究
2.6.1 經(jīng)典滑模變結(jié)構(gòu)控制算法仿真研究
2.6.2 近似滑模變結(jié)構(gòu)控制算法仿真研究
2.7 本章小結(jié)
第3章 高階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)
3.1 高階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本概念
3.1.1 高階滑模
3.1.2 李導(dǎo)數(shù)和相對階
3.1.3 高階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)
3.2 典型的二階滑模變結(jié)構(gòu)控制算法
3.2.1 算法原理
3.2.2 仿真研究
3.3 擬高階滑?刂扑惴
3.3.1 基礎(chǔ)知識(shí)
3.3.2 問題描述
3.3.3 主要結(jié)果
3.3.4 仿真研究
3.3.5 結(jié)論
3.4 本章小結(jié)
第4章 基于滑模到達(dá)條件的二階滑模變結(jié)構(gòu)控制
4.1 問題描述
4.2 二階滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的滑模到達(dá)條件
4.3 控制律設(shè)計(jì)
4.4 自由順序遞階控制
4.5 滑動(dòng)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(jié)構(gòu)控制算法仿真
4.6.2 基于積分滑模的二階滑模變結(jié)構(gòu)控制算法仿真
4.7 本章小結(jié)
第5章 基于二階滑模變結(jié)構(gòu)控制的導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 尋的導(dǎo)彈的導(dǎo)引律
5.1.1 尋的導(dǎo)彈制導(dǎo)問題的數(shù)學(xué)模型
5.1.2 基于二階滑模變結(jié)構(gòu)控制的尋的導(dǎo)彈導(dǎo)引律
5.1.3 滑模變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律的魯棒性
5.1.4 仿真研究
5.2 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的姿態(tài)控制
5.2.1 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的三通道運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)學(xué)模型
5.2.2 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈三通道運(yùn)動(dòng)的分解數(shù)學(xué)模型
5.2.3 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈三通道運(yùn)動(dòng)的跟蹤控制
5.2.4 仿真研究
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果
致謝
本文編號:3895527
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