深水炸弹的导引与控制方法研究

发布时间：2020-12-25 00:10

　　深水炸弹是一种受各国海军重视的主动攻击型反潜武器。但由于各种条件所限,深水炸弹无法获取详细的目标参数,使得应用一些经典的导引方法控制深水炸弹时,导引弹道不甚理想,影响其作战效能。因此,本论文针对这一问题开展研究,将变结构控制理论应用于自导深弹的导引律设计中,主要进行了以下方面研究:首先,进行了深水炸弹空间运动受力分析。基于经典的动量和动量矩定理,结合运动学关系式,建立了深水炸弹空间运动方程的一般表达式。接着,研究了变结构控制基本理论。给出了变结构控制的基本思想和滑动模态域、能达条件的基本含义;说明变结构控制具有鲁棒性强的特点,对线性系统中应用变结构控制的不变性条件作了说明,介绍了设计变结构控制律的一般步骤。然后,开展了基于变结构控制的滑模导引律研究。通过从深弹的空间运动中分解出侧向运动方程,对其作小扰动的线性化,在水平面的导引段进行滑模导引律设计,提出了深弹应用此导引律实现跟踪弹道平滑,鲁棒性强,对水中目标有较好导引效果的论点。最后,完成了导引弹道模型仿真验证。利用数字仿真分析方法,验证了深弹采用滑模导引律结合PID控制规律具有稳定跟踪目标的能力和抗外界干扰的鲁棒性,并与常用的尾追导引... 

【文章来源】：中国舰船研究院北京市

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 深水炸弹历史及发展
    1.2 深水炸弹自导与控制系统
    1.3 深水炸弹的导引与控制方法
        1.3.1 导引方法概述
        1.3.2 控制方法概述
        1.3.3 深水炸弹导引与控制方法研究意义
    1.4 论文研究内容
第二章 深水炸弹动力学和运动学模型
    2.1 参考坐标系与坐标变换
    2.2 运动学方程
    2.3 作用在弹体上的外力
    2.4 动力学方程
    2.5 深弹空间运动方程组
    2.6 本章小结
第三章 深水炸弹导引方法
    3.1 经典导引法
        3.1.1 自导相对运动方程
        3.1.2 平行接近法
        3.1.3 比例导引法
        3.1.4 固定提前角导引法
        3.1.5 尾追法
    3.2 滑模导引法
        3.2.1 变结构控制基本原理
        3.2.2 变结构控制线性系统鲁棒性
        3.2.3 变结构控制系统设计
        3.2.4 滑模导引律设计
    3.3 本章小结
第四章 深水炸弹导引弹道
    4.1 深弹空间运动方程组简化
        4.1.1 侧向运动方程组
        4.1.2 侧向运动方程线性化
    4.2 控制律设计
        4.2.1 PID控制原理
        4.2.2 尾追导引法的控制律
        4.2.3 滑模导引法的控制律
    4.3 导引弹道的数学模型
    4.4 本章小结
第五章 深水炸弹导引控制方法仿真分析
    5.1 MATLAB/SIMULINK仿真软件简介
    5.2 深弹导引控制系统SIMULINK仿真模型
        5.2.1 目标模型
        5.2.2 舵机模型
        5.2.3 深弹模型
        5.2.4 导引控制方法模型
    5.3 数字仿真对比
        5.3.1 静止目标
        5.3.2 匀速直航目标
        5.3.3 回旋机动目标
        5.3.4 侧流干扰情况
    5.4 不同导引方法优缺点
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文研究总结与创新点
    6.2 不足与展望
参考文献
学术论文和科研成果目录



本文编号：2936568