双旋弹弹道特性及其制导控制方法研究

发布时间：2021-03-27 21:37

　　本文以鸭式布局双旋弹为研究对象,围绕该类炮弹研制过程中遇到的一些理论和技术问题,对其弹道特性及稳定性理论、实时姿态测量、气动参数辨识和多约束条件制导律、控制系统设计进行了较为系统的研究。本文主要研究内容包括:1.研究了双旋弹的弹道建模方法和弹道特性。利用牛顿-欧拉法建立了双旋弹七自由度弹道模型,对双旋弹的弹道特性进行了深入的研究和分析,并进行了仿真验证。结果表明:所建模型可以准确描述双旋弹空中运动特性。2.研究了双旋弹的稳定性理论。根据传统无控旋转弹的稳定性理论,建立了双旋弹稳定飞行条件,推导了双旋弹的陀螺稳定因子和动态稳定因子公式,分析了各因素对双旋弹稳定性的影响。提出了通过求解双旋弹复攻角微分方程特征根的方法研究双旋弹稳定性,并同传统无控弹飞行稳定性进行了比较研究。结果表明:前体转速衰减以及鸭舵的作用均会降低双旋弹的陀螺稳定性,因此在双旋弹总体设计中要综合选取各结构参数的数值,保障双旋弹稳定飞行。3.研究了双旋弹空中对准方法、实时姿态估计以及转速数据处理方法。利用地磁和陀螺仪的输出信号,提出了双旋弹空中姿态初始对准方法;利用无迹卡尔曼滤波算法,对制导炮弹的姿态信息进行实时估计;根据... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．?１?ＭＫ４１制导炮弹及其弹道修正组件??美国陆军航空兵与导弹司令部在多管火箭炮系统的前期技术演示中，研制了低成本??制导火箭弹［２６］，如图１．２所示

博士学位论文??ｂ—Ｕｉ＾＾１?■??图１．４ＸＭ３９５?１２０ｍｍ制导迫弹??除了美国以外，法国和德国联合组成的Ｓａｉｎｔ－Ｌｏｕｉｓ研究所针对传统１５５ｍｍ炮弹设??计的弹道修正引信［２Ｓ］，采用的是双旋结构设计方案，如图１．５所示。引信作为炮弹的前??体通过共轴电机同后体连接，前体可以自由旋转，并装有ＧＰＳ、ＭＩＭＵ、鸭舵、伺服电??机等。该引信四个舵片均可以动作，用于执行控制指令。??ＰＰ｜??图１．?５?Ｓａｉｎｔ－Ｌｏｉｕｓ研究所弹道修正引｛百??Ｓａｍｔ－Ｌｏｕｉｓ研究所还对双旋弹进行了较为系统的研究，针对鸭式布局双旋弹前体弹??道修正组件上鸭舵可控的特点，对鸭式布局双旋弹进行了稳定性研宄，机动性能分析和??制导控制系统的设计等诸多研究，并构建了鸭式布局双旋弹的ＬＰＶ模型，进行了仿真??实验

图１．４ＸＭ３９５?１２０ｍｍ导迫弹??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于等效力方法的双旋弹侧向控制力落点响应分析[J]. 王钰,王晓鸣,程杰,于纪言.  兵工学报. 2016(08)
[2]鸭式布局双旋稳定弹强迫运动理论研究[J]. 常思江,王中原,刘铁铮.  兵工学报. 2016(05)
[3]固定翼双旋弹动力学分岔特性分析[J]. 许诺,于剑桥,王亚飞.  航空学报. 2015(12)
[4]固定翼双旋弹动力学特性分析[J]. 许诺,于剑桥,王亚飞,王林林.  兵工学报. 2015(04)
[5]基于周期平均的固定翼双旋弹弹道修正方法[J]. 许诺,于剑桥,王亚飞.  航空学报. 2015(09)
[6]隔转鸭舵式弹道修正弹电磁执行机构工况研究[J]. 程杰,于纪言,王晓鸣,姚文进.  兵工学报. 2014(12)
[7]一种反馈线性化弹道跟踪制导律设计[J]. 张大元,雷虎民,王君,肖增博,李庆良.  弹道学报. 2014(04)
[8]鸭舵修正机构舵偏角选择方法[J]. 邵盼,郭煜洋,郝永平,张华.  弹箭与制导学报. 2014(06)
[9]鸭式布局双旋弹飞行动力学建模与仿真[J]. 常思江,王中原,刘铁铮.  弹道学报. 2014(03)
[10]旋转控制固定鸭舵二维弹道修正弹气动特性[J]. 吴萍,陈少松,杨晋伟,谭献忠,杜学伟.  弹道学报. 2014(03)

博士论文
[1]火箭弹引信二维弹道修正原理与关键技术研究[D]. 孙磊.南京理工大学 2005

硕士论文
[1]高动态环境下弹体姿态测量技术研究与实现[D]. 刘佳乐.南京理工大学 2017
[2]GPS三维姿态测量技术的研究[D]. 廖国军.西华大学 2011
[3]鸭式布局弹箭滚转飞行侧偏问题的气动分析[D]. 屈贤琳.南京理工大学 2010
[4]制导炮弹飞行姿态的陀螺/磁阻传感器组合测量方法研究[D]. 韩艳.南京理工大学 2010
[5]利用磁阻传感器测量飞行体滚转角[D]. 孙宁.南京理工大学 2008
[6]GPS定位定姿系统研究[D]. 王菊.南京理工大学 2006



本文编号：3104274