超声速大攻角空空导弹复合控制技术研究
发布时间：2021-03-20 14:45
本文主要研究内容为应用自校正自适应控制理论设计某空空导弹的自动驾驶仪。该空空导弹因超声速和大攻角飞行造成气动特性存在时变非线性、三通道交叉耦合等不确定性。针对控制对象的上述特性,本文设计了限定记忆的辅助变量法对气动参数进行在线辨识,应用极点配置自校正自适应控制理论设计了自动驾驶仪,提高了控制性能与鲁棒性。限定记忆的辅助变量法可以消除数据饱和现象给辨识带来的影响,对有色噪声存在时,辨识结果具备无偏一致性,保证了在干扰存在时对时变参数辨识的快速性和准确性。极点配置自校正调节器算法简单,可用来控制导弹这类非最小相位系统,能够限制控制信号不会过大。同时,闭环系统极点可根据设计要求进行配置,鲁棒性强,适用范围广。在弹体数学模型基础上设计了控制回路基本结构,在辨识获得气动参数的基础上应用极点配置自校正自适应控制方法进行了控制器设计,实现了控制系统的设计要求。采用MATLAB软件进行了定点、全弹道和三通道数字仿真,采用舵机实物构造了半实物仿真系统,开展了半实物仿真试验。仿真的结果证明:极点配置自校正自适应自动驾驶仪的性能满足设计要求,能够有效地抑制气动参数不确定性带来的影响,与传统增益调度控制系统相...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 空空导弹自动驾驶仪的设计难题
1.3 国内外设计方法概况
1.4 课题的目标和主要研究工作内容
1.5 本章小结
第二章 导弹数学模型与控制回路基本结构
2.1 导弹的数学模型
2.1.1 导弹纵向运动数学模型
2.1.2 导弹滚转运动数学模型
2.2 导弹的气动特性与设计难点
2.3 控制回路基本结构
2.3.1 俯仰、偏航回路
2.3.2 滚动回路
2.4 静不稳定导弹的复合控制
2.5 本章小结
第三章 自校正自适应控制方法
3.1 自适应控制理论基础
3.1.1 自适应控制系统的分类
3.1.2 极点配置自校正调节器
3.2 辨识算法
3.2.1 增广最小二乘法
3.2.2 限定记忆的增广最小二乘法
3.2.3 辅助变量法
3.2.4 限定记忆的辅助变量法
3.3 SIMULINK仿真结果
3.4 本章小结
第四章自适应控制器设计
4.1 俯偏回路自适应控制器设计
4.1.1 三阶系统零极点分析
4.1.2 俯偏回路控制参数设计
4.1.3 俯偏回路自校正控制器设计
4.2 滚动回路自适应控制器设计
4.2.1 滚动回路控制参数设计
4.2.2 滚动回路自校正控制器设计
4.3 本章小结
第五章 自动驾驶仪仿真分析
5.1 特征弹道和特征点的选择
5.2 俯仰回路定点数学仿真
5.2.1 仿真模型
5.2.2 仿真曲线及其比较分析
5.3 滚动回路定点数学仿真
5.3.1 仿真模型
5.3.2 仿真曲线及其比较分析
5.4 三通道耦合定点数学仿真
5.4.1 仿真模型
5.4.2 仿真曲线及其比较分析
5.5 俯仰回路全弹道数学仿真
5.5.1 仿真模型
5.5.2 控制参数
5.5.3 仿真曲线及其比较分析
5.6 半实物仿真
5.6.1 俯仰回路半实物仿真
5.6.2 滚动回路半实物仿真
5.6.3 半实物仿真总结
5.7 本章小结
第六章 全文总结
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考 文献
符号与标记/仿真试验曲线（附录 1）
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]战术导弹现代自动驾驶仪设计方法综述[J]. 刘智平,周凤岐,周军. 航天控制. 2006(05)
[2]利用通用自适应控制结构设计导弹自动驾驶仪[J]. 王正杰,李霁红,张天桥. 兵工学报. 2002(03)
[3]自动驾驶仪结构对静不稳定弹体的适应性分析[J]. 刘代军. 战术导弹技术. 2001(03)
[4]导弹滚转稳定的分析[J]. 余祖铸. 上海航天. 1998(05)
[5]具有复合回路飞行控制系统的分析[J]. 余祖铸. 上海航天. 1995(05)
[6]自动驾驶仪的要求如何制约寻的导弹的气动力设计[J]. F.WilliamNesline,MarkL.Nesline,苏身榜. 航空兵器. 1995(03)
[7]数字式自校正控制方法[J]. 雷树梁. 上海航天. 1992(01)
[8]气动力控制导弹的大攻角控制原理[J]. A.Arrow,D.J.Yost,徐光初. 上海航天. 1989(01)
[9]战术导弹应用显参数识别的适应控制[J]. C. F. Price,W. D. Koenigsberg,杜毅民. 航空兵器. 1978(01)
[10]战术导弹导引与控制的新概念[J]. C. F. Price,阮天恩. 航空兵器. 1978(01)
本文编号：3091179
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的背景和意义
1.2 空空导弹自动驾驶仪的设计难题
1.3 国内外设计方法概况
1.4 课题的目标和主要研究工作内容
1.5 本章小结
第二章 导弹数学模型与控制回路基本结构
2.1 导弹的数学模型
2.1.1 导弹纵向运动数学模型
2.1.2 导弹滚转运动数学模型
2.2 导弹的气动特性与设计难点
2.3 控制回路基本结构
2.3.1 俯仰、偏航回路
2.3.2 滚动回路
2.4 静不稳定导弹的复合控制
2.5 本章小结
第三章 自校正自适应控制方法
3.1 自适应控制理论基础
3.1.1 自适应控制系统的分类
3.1.2 极点配置自校正调节器
3.2 辨识算法
3.2.1 增广最小二乘法
3.2.2 限定记忆的增广最小二乘法
3.2.3 辅助变量法
3.2.4 限定记忆的辅助变量法
3.3 SIMULINK仿真结果
3.4 本章小结
第四章自适应控制器设计
4.1 俯偏回路自适应控制器设计
4.1.1 三阶系统零极点分析
4.1.2 俯偏回路控制参数设计
4.1.3 俯偏回路自校正控制器设计
4.2 滚动回路自适应控制器设计
4.2.1 滚动回路控制参数设计
4.2.2 滚动回路自校正控制器设计
4.3 本章小结
第五章 自动驾驶仪仿真分析
5.1 特征弹道和特征点的选择
5.2 俯仰回路定点数学仿真
5.2.1 仿真模型
5.2.2 仿真曲线及其比较分析
5.3 滚动回路定点数学仿真
5.3.1 仿真模型
5.3.2 仿真曲线及其比较分析
5.4 三通道耦合定点数学仿真
5.4.1 仿真模型
5.4.2 仿真曲线及其比较分析
5.5 俯仰回路全弹道数学仿真
5.5.1 仿真模型
5.5.2 控制参数
5.5.3 仿真曲线及其比较分析
5.6 半实物仿真
5.6.1 俯仰回路半实物仿真
5.6.2 滚动回路半实物仿真
5.6.3 半实物仿真总结
5.7 本章小结
第六章 全文总结
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考 文献
符号与标记/仿真试验曲线（附录 1）
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]战术导弹现代自动驾驶仪设计方法综述[J]. 刘智平,周凤岐,周军. 航天控制. 2006(05)
[2]利用通用自适应控制结构设计导弹自动驾驶仪[J]. 王正杰,李霁红,张天桥. 兵工学报. 2002(03)
[3]自动驾驶仪结构对静不稳定弹体的适应性分析[J]. 刘代军. 战术导弹技术. 2001(03)
[4]导弹滚转稳定的分析[J]. 余祖铸. 上海航天. 1998(05)
[5]具有复合回路飞行控制系统的分析[J]. 余祖铸. 上海航天. 1995(05)
[6]自动驾驶仪的要求如何制约寻的导弹的气动力设计[J]. F.WilliamNesline,MarkL.Nesline,苏身榜. 航空兵器. 1995(03)
[7]数字式自校正控制方法[J]. 雷树梁. 上海航天. 1992(01)
[8]气动力控制导弹的大攻角控制原理[J]. A.Arrow,D.J.Yost,徐光初. 上海航天. 1989(01)
[9]战术导弹应用显参数识别的适应控制[J]. C. F. Price,W. D. Koenigsberg,杜毅民. 航空兵器. 1978(01)
[10]战术导弹导引与控制的新概念[J]. C. F. Price,阮天恩. 航空兵器. 1978(01)
本文编号：3091179
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3091179.html
