变后掠翼导弹控制系统参数设计

发布时间：2021-04-01 15:22

　　变后掠翼导弹以其射程远、机动能力强、毁伤效果好等优点在现代武器装备和军事战争中发挥出日益重要的作用。变后掠翼导弹气动特性复杂,再加上其飞行包络横跨亚/跨/超音速的特点,使得其制导控制系统设计成为一项具有挑战性的研究课题。本文正是围绕这一问题,在变后掠翼导弹建模与动态特性分析、弹道优化、制导律设计、控制系统参数设计以及制导控制系统仿真等几个方面开展了较为深入的研究。首先,本文在充分借鉴国内外文献资料的基础上,建立了变后掠翼导弹空间飞行的运动模型,并通过适当简化得到了控制系统设计所需模型。随后又对变后掠翼导弹的气动特性和弹体动态响应特性进行研究,为本文随后工作的开展奠定了基础。其次,针对变后掠翼导弹的弹道优化问题,深入研究了一种解决多变量、非线性时变优化问题的粒子群算法。弹道优化结果显示：变后掠翼导弹在滑翔段有增程能力,在俯冲段具有提高落速的能力。第三,研究了变后掠翼导弹中、末制导律设计问题。末制导律采用依据最优控制理论推导出的改进比例导引律,并就导引弹道的稳定性进行了详细分析；中制导律采用—种基于动态虚拟目标点追踪的制导方法,并就其抗风干扰的鲁棒性进行了分析。最后,针对中、末制导交接班问... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究意义和目的
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 本文的研究目的和意义
    1.2 变外形技术国内外研究状况
    1.3 制导律设计方法研究现状
    1.4 控制器设计方法研究现状
    1.5 本文主要工作
2 动力学建模与特性分析
    2.1 引言
    2.2 常用坐标系及其相互转换
        2.2.1 常用坐标系
        2.2.2 坐标系问相互联系
    2.3 变后掠翼导弹空中运动数学模型
        2.3.1 基本假设
        2.3.2 结构特性方程
        2.3.3 动力学方程
        2.3.4 运动学方程
        2.3.5 几何关系方程
        2.3.6 空气动力和力矩模型
        2.3.7 舵机动力学模型
        2.3.8 变后掠翼导弹空间运动数学模型
        2.3.9 变后掠翼导弹控制系统模型
    2.4 变后掠翼导弹气动特性分析
    2.5 变后掠翼导弹动态特性分析
        2.5.1 刚体模型扰动运动分析
        2.5.2 非定常气动力和力矩
        2.5.3 气动弹性对动态特性影响分析
    2.6 小结
3 变后掠翼导弹弹道优化设计
    3.1 引言
    3.2 变后掠翼导弹弹道方案
    3.3 变后掠翼导弹弹道优化模型
        3.3.1 滑翔段弹道优化模型
        3.3.2 俯冲段弹道优化模型
    3.4 滑翔弹道优化结果及分析
    3.5 俯冲弹道优化结果与分析
    3.6 小结
4 变后掠翼导弹制导律设计
    4.1 引言
    4.2 末制导律设计
        4.2.1 末制导问题的数学描述
        4.2.2 传统比例导引弹道的一般特性
        4.2.3 终端固定约束的次最优导引律
        4.2.4 末制导参数设计与性能分析
    4.3 滑翔中制导律设计
        4.3.1 基于虚拟目标点追踪的滑翔中制导律
        4.3.2 滑翔段基准弹道设计
        4.3.3 滑翔中制导律参数设计
        4.3.4 滑翔中制导律鲁棒性分析
        4.3.5 投弹载机的安全性分析
    4.4 中末制导交接班条件设计
        4.4.1 导引头交接班
        4.4.2 弹道交接班
    4.5 小结
5 变后掠翼导弹自动驾驶仪参数设计
    5.1 引言
    5.2 纵向自动驾驶仪结构
    5.3 自适应参数整定法设计控制器参数
        5.3.1 俯仰控制回路设计思想
        5.3.2 俯仰通道控制系统参数设计
    5.4 弹翼弹性振动对控制系统影响分析
    5.5 小结
6 制导控制系统仿真分析
    6.1 引言
    6.2 基于蒙特卡洛方法的数字仿真研究
        6.2.1 蒙特卡洛方法
        6.2.2 误差分析与建模
        6.2.3 模拟打靶及命中精度分析
    6.3 小结
7 论文工作总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 进一步研究展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]变后掠翼航弹滑翔弹道优化设计[J]. 李伟明,孙瑞胜,吴军基,刘鹏云.  弹道学报. 2012(02)
[2]基于最优控制的舰空导弹垂直发射技术[J]. 孙有田,戴邵武.  微计算机信息. 2012(05)
[3]弹性导弹侧向动态特性分析[J]. 许兆庆,吴军基,薛晓中,孙慧.  弹道学报. 2012(01)
[4]PSO算法全局收敛性分析[J]. 张慧斌,王鸿斌,胡志军.  计算机工程与应用. 2011(34)
[5]基于变惯性权重及动态邻域的改进PSO算法[J]. 姚灿中,杨建梅.  计算机工程. 2011(21)
[6]可变形翼战术导弹飞行动力学联合仿真研究[J]. 张公平,廖志忠,段朝阳,张燕.  航空科学技术. 2011(03)
[7]BTT导弹制导律研究综述[J]. 沈林成,彭双春,牛轶峰,孙未蒙,潘亮.  国防科技大学学报. 2011(02)
[8]基于动态逆和鲁棒轨迹跟踪控制的导弹控制系统设计[J]. 杨志峰,雷虎民,李庆良,李炯.  宇航学报. 2011(02)
[9]可变形翼战术导弹气动特性研究[J]. 张公平,段朝阳,廖志忠.  飞行力学. 2011(01)
[10]基于最优控制的自动驾驶仪结构研究[J]. 王建琦,杨育荣,华建林,李友年.  弹箭与制导学报. 2011(01)

硕士论文
[1]导弹伺服气动弹性稳定性分析方法研究[D]. 樊则文.西北工业大学 2005



本文编号：3113558