脉冲推力矢量控制技术研究

发布时间：2020-12-19 00:03

　　随着导弹控制和制导技术的发展,脉冲推力矢量控制作为一种全新的控制方式,得到越来越多的研究和发展。相比传统的舵机控制,脉冲力控制具有不受环境影响,响应速度快等突出优点,可以有效解决拦截导弹末段可用过载不足的问题。同时,采用脉冲力控制的脉冲式弹道修正弹(脉冲修正迫弹)在实现低成本和结构简单,维护方便的同时保持了相对不错的制导精度,在末制导弹药中应用广泛。本文以脉冲式简易修正弹为研究对象,对脉冲推力矢量控制的关键技术展开研究。首先,建立了低速滚转迫弹的数学模型。根据计算和研究需要,定义了脉冲力控制研究所需的坐标系,给出了各个坐标系之间的转换关系;建立了包括动力学方程,运动学方程,几何关系方程及质量方程在内的六自由度弹道模型,并基于上述弹道模型研究了脉冲修正迫弹的无控弹道特性;研究影响无控弹丸落点散布的各项误差源,采用蒙特卡洛打靶法对弹丸无控散布特性进行分析。其次,介绍了脉冲修正迫弹系统的整体方案及系统组成,建立了捷联激光探测器的模型,介绍了其探测原理。建立了弹体动力学的传递函数模型,分析了脉冲发动机参数对弹体动力学响应的影响,研究双脉冲点火策略对于抑制弹体摆动的作用;分析单个脉冲发动机修正能... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 脉冲力控制简介
    1.3 国内外发展现状
        1.3.1 脉冲式弹道修正弹药
        1.3.2 高机动拦截导弹发展现状
    1.4 脉冲力控制技术研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 低速滚转迫弹的建模与仿真
    2.1 坐标系定义
    2.2 坐标系变换及相关角度定义
        2.2.1 坐标系转换
        2.2.2 相关角度定义
    2.3 六自由度弹道模型的建立
        2.3.1 导弹质心运动的动力学方程
        2.3.2 迫弹的运动学方程
        2.3.3 迫弹绕质心转动的动力学方程
        2.3.4 质心运动学方程组
        2.3.5 末端修正迫弹六自由度弹道方程
    2.4 无控弹道仿真及分析
        2.4.1 无控弹道特性
        2.4.2 无控散布特性
    2.5 本章小结
第3章 控制系统组成与脉冲力控制特点
    3.1 引言
    3.2 激光半主动脉冲修正迫弹系统组成
        3.2.1 系统组成及使用流程
        3.2.2 控制系统组成
        3.2.3 捷联激光探测器
        3.2.4 脉冲发动机布局
    3.3 脉冲直接力模型
        3.3.1 推力等效
        3.3.2 脉冲推力作用效率
    3.4 脉冲力作用下弹体的动态响应
        3.4.1 弹体动力学传递函数
        3.4.2 动力学特性分析
        3.4.3 弹体纵向动态特性仿真
        3.4.4 双脉冲点火抑制弹体摆动
    3.5 单个脉冲发动机的修正能力研究
        3.5.1 点火时间
        3.5.2 发射角度
        3.5.3 脉冲发动机参数
        3.5.4 总修正能力
    3.6 本章小结
第4章 脉冲力质心控制导引律研究
    4.1 引言
    4.2 脉冲力控制策略
    4.3 速度追踪和弹体追踪
        4.3.1 速度追踪导引律
        4.3.2 弹体追踪导引律
        4.3.3 脉冲修正弹有控弹道仿真
    4.4 拟速度追踪导引律
        4.4.1 攻角辨识方案
        4.4.2 导引律实现
        4.4.3 导引律仿真
    4.5 基于误差角的弹道追踪导引律
        4.5.1 重力对脉冲控制效果的影响
        4.5.2 基于误差角的弹道追踪
        4.5.3 导引律实现
        4.5.4 弹道仿真
        4.5.5 预定弹道对制导精度的影响
    4.6 本章小结
第5章 脉冲力姿态控制技术研究
    5.1 引言
    5.2 脉冲力姿态控制特性
    5.3 姿态控制驾驶仪
        5.3.1 气动力控制
        5.3.2 脉冲力姿态控制
    5.4 导引律设计和仿真
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Modified attitude pursuit guidance law for low-cost missiles using strap-down seekers[J]. 宋韬,林德福,李川.  Journal of Beijing Institute of Technology. 2014(02)
[2]非均匀参数化方法在弹道优化中的应用[J]. 郭尚生,杨荣军,王良明.  弹道学报. 2013(01)
[3]一种高空拦截导弹的自适应滑模制导律设计[J]. 张云璐,张科,杨文骏.  计算机测量与控制. 2012(06)
[4]基于脉冲控制的迫弹弹道末段修正研究[J]. 王浩磊,刘洋,易文俊.  科学技术与工程. 2011(23)
[5]基于模糊控制理论的脉冲推力器点火算法[J]. 滕江川,吴晓燕,陈永兴,吴静,李琳.  四川大学学报(工程科学版). 2011(S1)
[6]脉冲修正弹转速的变化规律[J]. 杨红伟,甘明刚.  弹道学报. 2011(01)
[7]非质心布置的简易脉冲式末制导炮弹控制方法[J]. 王航,孙瑞胜,薛晓中,梁卓.  火力与指挥控制. 2010(09)
[8]推力矢量技术在空空导弹上的应用分析[J]. 谢永强,李舜,周须峰,张平.  科学技术与工程. 2009(20)
[9]简易制导迫弹脉冲力控制建模与仿真[J]. 程振轩,林德福,牟宇,王辉.  系统仿真学报. 2009(17)
[10]末修迫弹对称布置发动机相关参数的影响分析[J]. 姚文进,王晓鸣,李文彬,高旭东.  计算机仿真. 2009(05)

博士论文
[1]气动力/直接力复合控制拦截弹制导与控制方法研究[D]. 尹永鑫.哈尔滨工业大学 2008

硕士论文
[1]脉冲式修正弹控制策略和弹道特性分析[D]. 陈晋璋.南京理工大学 2014
[2]直/气复合导弹控制与制导方法研究[D]. 张淳.哈尔滨工业大学 2012
[3]基于脉冲控制的迫弹末段弹道修正方法研究[D]. 王浩磊.南京理工大学 2012



本文编号：2924854