近些年來(lái),導(dǎo)彈的性能提升迅速,高速、大機(jī)動(dòng)目標(biāo)的出現(xiàn)對(duì)防空攔截系統(tǒng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的以氣動(dòng)控制方式工作的攔截器已無(wú)法準(zhǔn)確打擊目標(biāo)。直氣復(fù)合控制系統(tǒng)除了具有氣動(dòng)力控制方式,在必要時(shí)還可以開(kāi)啟直接力,提升了導(dǎo)彈對(duì)信號(hào)的跟蹤性能,引起了軍事大國(guó)的廣泛關(guān)注。本文對(duì)直氣復(fù)合控制系統(tǒng)展開(kāi)研究,針對(duì)姿控式和軌控式導(dǎo)彈,研究了姿軌控復(fù)合方法。研究?jī)?nèi)容主要包括以下方面:首先,建立了直氣復(fù)合控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)并簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程,然后推導(dǎo)出彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程,為后續(xù)的控制研究打下了基礎(chǔ)。其次,基于多種常見(jiàn)的控制方法,分別設(shè)計(jì)了姿態(tài)穩(wěn)定控制器。首先,對(duì)于控制系統(tǒng),給出了姿態(tài)控制問(wèn)題的描述,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器;然后,結(jié)合具體問(wèn)題,給出了ADRC控制的設(shè)計(jì)思路;之后,對(duì)包括ADRC控制器在內(nèi)的多個(gè)控制器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證與比較,仿真結(jié)果表明,ADRC的響應(yīng)時(shí)間小,跟蹤精度高,穩(wěn)定性好,尤其適用于非線性系統(tǒng)。另外,對(duì)姿控的直氣復(fù)合算法展開(kāi)了研究,提出了多種分配算法,針對(duì)每一種算法,都通過(guò)仿真檢驗(yàn)其效果。再將這些算法作比較,最終根據(jù)實(shí)際情況選出姿控直接力-氣動(dòng)力分配算法。再次,設(shè)計(jì)了多種軌控直接力的開(kāi)啟策略,根據(jù)仿真結(jié)果,選出控制效果較為理想的策略,結(jié)合之前確定的姿控穩(wěn)定控制方法,將姿軌控復(fù)合控制系統(tǒng)分別與單獨(dú)姿控和單獨(dú)軌控作對(duì)比。與單獨(dú)姿控相比,姿軌控復(fù)合控制系統(tǒng)的跟蹤精度更高;與單獨(dú)軌控相比,姿軌控復(fù)合控制系統(tǒng)的跟蹤速度更快,穩(wěn)定性更好。仿真結(jié)果表明,姿軌控復(fù)合控制系統(tǒng)在跟蹤高速大機(jī)動(dòng)目標(biāo)時(shí),具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。最后,利用LabVIEW與Simulink兩種軟件,設(shè)計(jì)了一種全新的飛控系統(tǒng)綜合仿真平臺(tái),此平臺(tái)可以在用戶界面直接修改控制參數(shù),并顯示仿真曲線。平臺(tái)展現(xiàn)了良好的可視性以及便捷的操作性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TJ765.2;TP273
【部分圖文】：

動(dòng)造成了干擾，加大復(fù)合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。因方法，改進(jìn)已有的數(shù)學(xué)模型�？刂葡到y(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是設(shè)計(jì)復(fù)合控制系統(tǒng)的前置條接力帶來(lái)的側(cè)向噴流和推力偏心產(chǎn)生的干擾予以考上影響因素的前提下，建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程。產(chǎn)生的干擾引入會(huì)帶來(lái)擾動(dòng)。本節(jié)考慮側(cè)噴效應(yīng)和推力偏心對(duì)噴流干擾效應(yīng)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，會(huì)將高溫高壓氣體注入大氣，使，出現(xiàn)激波和馬赫盤等物理現(xiàn)象，這些現(xiàn)象即為側(cè)1 所示。M 1附面層分離區(qū)噴流分離激波噴流弓形激波馬赫盤

圖 3-1 ADRC 控制器結(jié)構(gòu) , t )為未知函數(shù)， w( t )為未知干擾，0b 為常數(shù)充一個(gè)新的狀態(tài)變量2 1x f ( x , t ) w( t )，則新1 2 021( )x x b ux ty x 下非線性系統(tǒng)：1 2 1 1 1z z (t ) g ( z (t ) x (t ))是用 fal 函數(shù)適當(dāng)構(gòu)造出的非線性連續(xù)函數(shù)，態(tài)觀測(cè)器為11 2 01 02 02 2( , , )e z yz z e b uz fal e a 2 1，01 、01 為觀測(cè)器增益，2z 為2x 的觀測(cè)1

圖 3-2 直接力與指令的關(guān)系成點(diǎn)火邏輯的總體思路為：首先確定與 F 方向最接近些尚未工作的發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力之和記矢量差為1e ，并記錄點(diǎn)燃的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量與位置。之后接近的一組發(fā)動(dòng)機(jī)，并開(kāi)啟其中某些尚未工作的發(fā)動(dòng)力之和記為 f _ real 2，計(jì)算 與其矢量差為2e ，并記發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量與其所在位置。重復(fù)以上過(guò)程，直到誤差接力與指令的關(guān)系如圖 3-2 所示。輯中，選取發(fā)動(dòng)機(jī)按以下方式進(jìn)行：數(shù)的選取中，優(yōu)先選擇與 方向最接近的一列發(fā)動(dòng)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的浪費(fèi)。數(shù)的選取中，按照由遠(yuǎn)及近的順序進(jìn)行選擇，距離越大，更容易滿足指令跟蹤的要求。的點(diǎn)火邏輯設(shè)計(jì)中，為了降低其復(fù)雜性，通常按照上發(fā)動(dòng)機(jī)的力矩在指令方向上的投影 M’。當(dāng) M’之和未添加其余發(fā)動(dòng)機(jī)；M’ 之和超過(guò)期望力矩時(shí)，則停止
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本文編號(hào)：2853817