小灵巧炸弹反演BTT控制器设计与工程实现研究

发布时间：2021-02-25 00:16

　　小灵巧炸弹（Small Smart Bomb-SSB）是一个非线性、强耦合且具有参数不确定性的MIMO系统。论文以SSB为背景,以反演法为理论基础,对小灵巧炸弹BTT控制器的设计与工程实现等相关问题进行了探讨和研究。主要研究工作包括以下几个方面：首先,根据已知的SSB数学模型应用反演理论推导设计了反演BTT控制器,在MATLAB平台上分别进行了连续控制系统和离散控制系统仿真。针对系统的不确定性、鲁棒性、耦合性以及动态响应进行了详细分析。结果表明：所设计的连续控制器和离散控制器均能较好完成SSB系统的控制任务。其次,在PC机环境下,在VC++平台开发设计了包括弹体以及控制器在内的SSB控制系统的C程序。同时,还进行了鲁棒性、耦合性、不确定性以及时域特性的仿真验证实验。结果表明：所设计的反演控制器经C化后,仍然能很好地实现对SSB系统的控制。最后,为进一步推向工程实践,设计了数字控制器的硬件平台；进行了数字控制器硬件实验；考察了更加接近工程应用环境下的纯数字控制系统的性能。本文针对SSB对象研究了反演BTT控制器的设计方法；在控制器软硬件设计方面进行了较深入的探索和研究,为反演BTT控制器... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及科学意义
        1.1.1 选题的背景与意义
        1.1.2 研究对象与参数
    1.2 BTT控制技术简介
        1.2.1 BTT控制技术的发展
        1.2.2 BTT控制方法
        1.2.3 BTT控制技术特点
    1.3 BTT导弹姿控系统的设计方法
    1.4 反演控制方法的发展现状
    1.5 本课题的研究思路
    1.6 论文的结构安排
2 反演法基本理论
    2.1 非线性控制系统的数学描述
    2.2 Lyapunov稳定性
        2.2.1 平衡点稳定性定义
        2.2.2 Lyapunov稳定性判别定理
    2.3 Backstepping递归法
    2.4 非线性不确定控制系统的反演递推设计
    2.5 本章小结
3 小灵巧炸弹控制器设计与仿真
    3.1 小灵巧炸弹的数学模型
        3.1.1 假设条件
        3.1.2 SSB的数学模型
    3.2 SSB连续反演BTT控制器设计
        3.2.1 控制目标
        3.2.2 滚转通道反演控制设计
        3.2.3 俯仰/偏航反演控制器设计
    3.3 SSB连续控制系统三通道联合仿真分析
        3.3.1 连续控制系统仿真准备工作
        3.3.2 反演控制系统仿真结果分析
    3.4 SSB离散反演控制器设计
        3.4.1 控制器的离散化
        3.4.2 离散控制系统仿真周期的选择
    3.5 SSB数字控制系统联合仿真结构图
    3.6 SSB数字控制系统仿真结果与分析
    3.7 本章小结
4 SSB控制系统的C程序设计与仿真
    4.1 控制系统C程序设计方法
    4.2 龙格-库塔数值积分法
    4.3 SSB控制系统C程序设计
        4.3.1 编程注意事项
        4.3.2 系统C程序流程图
    4.4 SSB控制系统的C程序仿真及分析
        4.4.1 小步长仿真结果及分析
        4.4.2 大步长仿真结果及分析
    4.5 VC++平台与MATLAB平台仿真结果对比
    4.6 本章小结
5 反演BTT控制器硬件设计与研究
    5.1 SSB控制系统架构
    5.2 BTT控制器硬件设计
        5.2.1 数字控制器的性能要求
        5.2.2 数字控制器硬件结构设计
    5.3 数字控制器主处理器选择
    5.4 硬件平台的选择
    5.5 数字控制器硬件平台实验
        5.5.1 实验思路
        5.5.2 实验操作过程
    5.6 控制器硬件平台实验结果与分析
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文研究工作总结
    6.2 论文研究工作展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]空空导弹自动驾驶仪BTT控制算法发展综述[J]. 梁学明,梁晓庚,杨士元.  航空兵器. 2009(06)
[2]战术导弹BTT控制技术发展综述[J]. 叶振信,傅维贤,王万军,李亚辉,王永骥.  航天控制. 2009(05)
[3]不确定非线性系统的自适应反演终端滑模控制[J]. 郑剑飞,冯勇,郑雪梅,杨旭强.  控制理论与应用. 2009(04)
[4]不确定非线性控制系统的反演递推设计[J]. 贾庆忠,刘永善,刘藻珍.  系统仿真学报. 2007(21)
[5]飞行器攻角非线性自适应反演控制方法研究[J]. 郭法涛,王晓予,关成启.  战术导弹技术. 2007(05)
[6]非线性反演控制律在航空发动机多变量控制中的应用[J]. 张海波,孙健国,孙丰诚.  航空动力学报. 2007(07)
[7]BTT导弹的发展现状与趋势[J]. 张靖男,赵兴锋,郑志强.  飞航导弹. 2006(10)
[8]航天器姿态控制系统的退步控制设计方法[J]. 郑敏捷,徐世杰.  飞行力学. 2005(04)
[9]BTT导弹自动驾驶仪自适应变结构设计[J]. 廖立蔼,孟秀云,林波.  弹箭与制导学报. 2005(02)
[10]BTT导弹分块模型组合非线性控制器设计与仿真[J]. 查旭,胡云安,曹建国,崔平远.  系统仿真学报. 2004(12)

博士论文
[1]基于动态逆系统和神经网络理论的BTT导弹控制系统研究[D]. 于秀萍.哈尔滨工程大学 2004

硕士论文
[1]反演法在小灵巧炸弹BTT控制器设计中的应用研究[D]. 孙逊.南京理工大学 2012
[2]基于鲁棒动态逆的小灵巧炸弹控制器设计[D]. 童学松.南京理工大学 2012
[3]小灵巧炸弹BTT控制器设计与弹道仿真[D]. 张志民.南京理工大学 2010
[4]基于神经网络的BTT导弹自动驾驶仪设计[D]. 魏喜庆.哈尔滨工业大学 2007
[5]BTT导弹鲁棒自动驾驶仪设计[D]. 姚成法.西北工业大学 2007
[6]基于反步法的一类非线性系统的鲁棒自适应控制[D]. 张稚彬.四川大学 2005



本文编号：3050146