旋转弹头直接力姿态控制研究
发布时间：2020-12-07 01:24
旋转导弹即是一种短程,快速反应的防空导弹,其具有结构简单,便于操作的特点。与一般导弹相比,其最大的特点是弹体绕纵轴做自旋运动。由于弹体容积较小,一般只需要一对操纵结构就可同时操作导弹的纵向和侧向运动,这种独特的控制方式称为旋转导弹单通道控制。本论文以某旋转导弹弹头为研究对象,脉冲姿控发动机安装于弹头尾部,呈“×”字型排列。姿控发动机所产生的直接力经脉冲宽度调制后作用于旋转弹头,忽略空气动力对旋转弹头的影响,只考虑直接力对弹头的影响。研究的主要内容包括如下:(一)建立旋转弹头直接侧向力控制的动力学模型和运动学模型。考虑到弹头绕弹体纵轴自旋的特点,将弹体坐标系内的参量转换到准弹体坐标系,并重新定义了等效攻角和等效侧滑角。建模过程中采用“小扰动线性化”方法和“系数冻结法”对旋转弹头运动学模型和动力学模型进行线性化处理。此外,还需建立过载指令与弹体运动参数之间的传递函数,为制导控制回路的设计奠定基础。(二)分析旋转导弹控制力产生的原理,推导和建立了直接力作用下旋转导弹单通道控制的弹体动力学模型和运动学模型。结合经典PID控制方法和现代控制理论为旋转弹头单通道直接力姿态控制设计相应的控制器并进行...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 旋转导弹研究现状
1.2.2 直接力控制研究现状
1.3 旋转弹单通道技术
1.4 姿态控制系统的结构和特点
1.5 本文主要工作
第二章 旋转弹头运动数学模型
2.1 坐标系定义和转换关系
2.1.1 坐标系定义
2.1.2 坐标系间的关系及其转换
2.2 旋转弹头运动方程组
2.2.1 旋转弹头质心运动的动力学方程
2.2.2 旋转弹头绕质心运动的动力学方程
2.2.3 旋转弹头的运动学方程组
2.2.4 旋转弹头绕质心运动的运动学方程
2.2.5 几何关系方程
2.3 滚转导弹运动方程线性化
2.4 过载关系方程
2.5 弹头气动力参数
2.6 本章总结
第三章 直接力姿态控制器设计和性能分析
3.1 直接侧向力产生原理
3.2 姿态发动机模型
3.3 旋转弹头直接力姿态控制系统模型与仿真
3.3.1 旋转导弹姿态控制系统
3.3.2 姿态控制系统的仿真分析
3.4 本章总结
第四章 旋转弹头比例导引律
4.1 比例导引律
4.2 旋转弹头比例导引律实现模型
4.3 本章总结
第五章 旋转弹头制导回路仿真与分析
5.1 制导回路仿真设计
5.1.1 旋转弹头各子模型构建
5.1.2 旋转弹头制导回路仿真模型
5.2 仿真分析
5.3 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 展望
参考文献
论文发表及参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用脉宽调制式舵机的滚转导弹自动驾驶仪设计与研究[J]. 范世鹏,林德福,祁载康,路宇龙,姚怀瑾. 兵工学报. 2014(10)
[2]高速自旋导弹直接力控制稳定性研究[J]. 李锦,张锐. 现代防御技术. 2014(05)
[3]基于鲁棒自适应反步的可重复使用飞行器再入姿态控制[J]. 王芳,宗群,田栢苓,王婕. 控制与决策. 2014(01)
[4]姿控发动机布局方式研究[J]. 石凯宇,程英容,张奕群. 现代防御技术. 2012(02)
[5]直接侧向力与气动力复合控制技术综述[J]. 魏明英. 现代防御技术. 2012(01)
[6]旋转导弹姿态稳定控制方法研究[J]. 楼朝飞,张锐,陆宙斯. 现代防御技术. 2011(03)
[7]基于非旋弹体坐标系的面对称旋转导弹六自由度弹道模型[J]. 高庆丰,夏群力,方蜀州,陈罗婧. 弹箭与制导学报. 2010(04)
[8]单通道旋转导弹运动学建模方法研究[J]. 宋晗,王淼. 科技信息. 2010(19)
[9]动能拦截器姿轨控发动机开关机控制规律设计[J]. 端军红,高晓光. 飞行力学. 2010(01)
[10]制导炮弹解耦控制研究[J]. 付郁,杨军. 计算机仿真. 2009(10)
硕士论文
[1]低速滚转导弹直接力/气动力复合控制方法研究[D]. 曾祥鑫.哈尔滨工业大学 2013
[2]旋转导弹单通道控制系统研究[D]. 郭常春.哈尔滨工程大学 2006
[3]滚转导弹喷流直接力与气动力复合控制研究[D]. 沙建科.西北工业大学 2004
本文编号：2902361
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 旋转导弹研究现状
1.2.2 直接力控制研究现状
1.3 旋转弹单通道技术
1.4 姿态控制系统的结构和特点
1.5 本文主要工作
第二章 旋转弹头运动数学模型
2.1 坐标系定义和转换关系
2.1.1 坐标系定义
2.1.2 坐标系间的关系及其转换
2.2 旋转弹头运动方程组
2.2.1 旋转弹头质心运动的动力学方程
2.2.2 旋转弹头绕质心运动的动力学方程
2.2.3 旋转弹头的运动学方程组
2.2.4 旋转弹头绕质心运动的运动学方程
2.2.5 几何关系方程
2.3 滚转导弹运动方程线性化
2.4 过载关系方程
2.5 弹头气动力参数
2.6 本章总结
第三章 直接力姿态控制器设计和性能分析
3.1 直接侧向力产生原理
3.2 姿态发动机模型
3.3 旋转弹头直接力姿态控制系统模型与仿真
3.3.1 旋转导弹姿态控制系统
3.3.2 姿态控制系统的仿真分析
3.4 本章总结
第四章 旋转弹头比例导引律
4.1 比例导引律
4.2 旋转弹头比例导引律实现模型
4.3 本章总结
第五章 旋转弹头制导回路仿真与分析
5.1 制导回路仿真设计
5.1.1 旋转弹头各子模型构建
5.1.2 旋转弹头制导回路仿真模型
5.2 仿真分析
5.3 本章总结
第六章 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 展望
参考文献
论文发表及参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用脉宽调制式舵机的滚转导弹自动驾驶仪设计与研究[J]. 范世鹏,林德福,祁载康,路宇龙,姚怀瑾. 兵工学报. 2014(10)
[2]高速自旋导弹直接力控制稳定性研究[J]. 李锦,张锐. 现代防御技术. 2014(05)
[3]基于鲁棒自适应反步的可重复使用飞行器再入姿态控制[J]. 王芳,宗群,田栢苓,王婕. 控制与决策. 2014(01)
[4]姿控发动机布局方式研究[J]. 石凯宇,程英容,张奕群. 现代防御技术. 2012(02)
[5]直接侧向力与气动力复合控制技术综述[J]. 魏明英. 现代防御技术. 2012(01)
[6]旋转导弹姿态稳定控制方法研究[J]. 楼朝飞,张锐,陆宙斯. 现代防御技术. 2011(03)
[7]基于非旋弹体坐标系的面对称旋转导弹六自由度弹道模型[J]. 高庆丰,夏群力,方蜀州,陈罗婧. 弹箭与制导学报. 2010(04)
[8]单通道旋转导弹运动学建模方法研究[J]. 宋晗,王淼. 科技信息. 2010(19)
[9]动能拦截器姿轨控发动机开关机控制规律设计[J]. 端军红,高晓光. 飞行力学. 2010(01)
[10]制导炮弹解耦控制研究[J]. 付郁,杨军. 计算机仿真. 2009(10)
硕士论文
[1]低速滚转导弹直接力/气动力复合控制方法研究[D]. 曾祥鑫.哈尔滨工业大学 2013
[2]旋转导弹单通道控制系统研究[D]. 郭常春.哈尔滨工程大学 2006
[3]滚转导弹喷流直接力与气动力复合控制研究[D]. 沙建科.西北工业大学 2004
本文编号：2902361
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/2902361.html
