开关控制在制导控制中应用的关键技术研究
发布时间：2021-04-19 03:20
开关式执行机构广泛应用于导弹制导和姿态控制中,主要用于实现大气层内/外导弹快速高精度机动和低成本弹道修正弹药控制,然而目前开关控制在制导控制中应用面临着执行机构控制力非连续变化不容易设计控制律的难题。本文以开关控制在稀薄大气层、大气层外飞行器和低成本弹道修正制导弹药制导控制中应用的关键技术为研究背景,立足于开关控制式制导控制系统的设计与分析,紧密结合当前国内外研究较多的最优开关控制理论、导弹末端多约束制导律、导引头寄生回路对制导回路的影响等相关理论和技术的发展,针对扰动环境下的开关姿态控制器设计、开关式带约束制导策略、开关控制与导引头隔离度参数不匹配引起的寄生回路失稳的校正、滚转弹制导回路两通道解耦等关键技术进行了系统及深入的探索研究,主要研究成果如下:针对稀薄大气层内飞行器开关姿态控制器设计,本文考虑了受干扰力矩作用并且具有模型不确定性的飞行器的姿态控制问题。以高超声速飞行器姿态控制为例,本文提出了结合干扰观测器和最优切换控制的鲁棒最优开关控制器设计方法。应用干扰观测器来估计扰动,然后用连续舵控制来补偿扰动。在补偿后的标称系统动力学模型基础上,应用基于模型的近似动态规划方法来寻找最优...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
“标准”3动能拦截器
图 1.1 “标准”3 动能拦截器 图 1.2 动能拦截器结构示意图2) 采用单次开启的固体脉冲发动机的飞行器固体脉冲发动机具有结构简单、质量轻、成本低廉等优点[37]，广泛应用于导弹，炮弹和火箭弹等制导武器的姿态轨道控制中。为充分利用固体脉冲发动机，此类飞行器在末制导段都是滚转的。美国 PAC-3 系统中的 ERINT-1 拦截弹在质心之前安装有180 个脉冲推力器，呈环形分布，用于迅速改变弹体姿态，建立攻角[29]。俄罗斯的 S－400 系统 9M96E 和 9M96E2 两种型号，直接力是通过公共燃烧室生成燃气和装在拦截弹质心附近的 24 个可控的微型喷管(共 2 圈，每圈 12 个)组成的“侧向推力发动机系统”产生的[30]，用于直接产生变轨的控制力，如图 1.4 所示。超高速动能导弹(HVM)是一种靠动能击毁目标的武器，由于其高速运动，HVM 全程飞行只有大约 4s，在这么短的时间内要求 HVM 快速消除初始扰动误差，在各种提供控制力的方法中只有采用的微型脉冲推力器是响应时间最快的[38]。为提高制导弹药的效费比，俄罗斯，美国和瑞典等提出末端修正制导弹药技术，脉冲力控制是一种低成本，高效的末端修正方[33]
美国 PAC-3 系统中的 ERINT-1 拦截弹在质力器，呈环形分布，用于迅速改变弹体姿态，建立攻角[29]M96E 和 9M96E2 两种型号，直接力是通过公共燃烧室生成的 24 个可控的微型喷管(共 2 圈，每圈 12 个)组成的“侧[30]，用于直接产生变轨的控制力，如图 1.4 所示。超高速动击毁目标的武器，由于其高速运动，HVM 全程飞行只有要求 HVM 快速消除初始扰动误差，在各种提供控制力的推力器是响应时间最快的[38]。为提高制导弹药的效费比，末端修正制导弹药技术，脉冲力控制是一种低成本，高效 1.5 所示为美国的 XM395 激光半主动末制导炮弹。弹体头心附近安装脉冲喷管，并在弹上安装滚转陀螺测量弹体滚轴与弹目连线的夹角，弹上计算机通过判断当前的点火等时间并且失调角是否达到点火阈值来决定是否点火，从而
【参考文献】：
期刊论文
[1]An overview on flight dynamics and control approaches for hypersonic vehicles[J]. XU Bin,SHI ZhongKe. Science China（Information Sciences）. 2015(07)
[2]旋转弹解耦控制方法综述[J]. 谢浩怡,赵良玉,石忠佼. 战术导弹技术. 2015(01)
[3]固定鸭舵弹道修正组件发展[J]. 张开创,刘秋生,熊然,张俊坤. 飞航导弹. 2014(03)
[4]导引头隔离度对寄生回路稳定性的影响[J]. 李富贵,夏群利,蔡春涛,祁载康. 红外与激光工程. 2013(09)
[5]平台导引头隔离度对导弹制导系统影响[J]. 宋韬,林德福,王江. 哈尔滨工程大学学报. 2013(10)
[6]导引头隔离度寄生回路对视线角速度提取的影响[J]. 李富贵,夏群利,崔晓曦,祁载康. 宇航学报. 2013(08)
[7]高速飞行器直接力/气动力复合控制技术综述[J]. 梁栋,宋建梅,蔡高华. 航空兵器. 2013(04)
[8]导引头隔离度对末制导炮弹制导控制的影响[J]. 徐平,王伟,林德福. 弹道学报. 2012(01)
[9]探测器指标对制导精度的影响分析[J]. 程振轩,林德福,牟宇,王江. 系统仿真学报. 2010(09)
[10]大气层外拦截器预测导引律设计及制导系统稳定性分析[J]. 章国江,杨宝庆,姚郁. 弹道学报. 2010(02)
博士论文
[1]双旋弹飞行特性与制导控制方法研究[D]. 朱大林.北京理工大学 2015
[2]几类具有状态约束的切换系统的控制设计[D]. 苏庆宇.东北大学 2013
[3]基于非光滑Lipschitz曲面的控制设计方法研究[D]. 霍鑫.哈尔滨工业大学 2011
[4]基于Filippov微分包含解的非平滑控制系统设计方法研究[D]. 郑凯.哈尔滨工业大学 2009
[5]基于预测控制的大气层外KKV制导控制规律研究[D]. 杨宝庆.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]常值推力姿态控制方法研究[D]. 郭清晨.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3146726
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
“标准”3动能拦截器
图 1.1 “标准”3 动能拦截器 图 1.2 动能拦截器结构示意图2) 采用单次开启的固体脉冲发动机的飞行器固体脉冲发动机具有结构简单、质量轻、成本低廉等优点[37]，广泛应用于导弹，炮弹和火箭弹等制导武器的姿态轨道控制中。为充分利用固体脉冲发动机，此类飞行器在末制导段都是滚转的。美国 PAC-3 系统中的 ERINT-1 拦截弹在质心之前安装有180 个脉冲推力器，呈环形分布，用于迅速改变弹体姿态，建立攻角[29]。俄罗斯的 S－400 系统 9M96E 和 9M96E2 两种型号，直接力是通过公共燃烧室生成燃气和装在拦截弹质心附近的 24 个可控的微型喷管(共 2 圈，每圈 12 个)组成的“侧向推力发动机系统”产生的[30]，用于直接产生变轨的控制力，如图 1.4 所示。超高速动能导弹(HVM)是一种靠动能击毁目标的武器，由于其高速运动，HVM 全程飞行只有大约 4s，在这么短的时间内要求 HVM 快速消除初始扰动误差，在各种提供控制力的方法中只有采用的微型脉冲推力器是响应时间最快的[38]。为提高制导弹药的效费比，俄罗斯，美国和瑞典等提出末端修正制导弹药技术，脉冲力控制是一种低成本，高效的末端修正方[33]
美国 PAC-3 系统中的 ERINT-1 拦截弹在质力器，呈环形分布，用于迅速改变弹体姿态，建立攻角[29]M96E 和 9M96E2 两种型号，直接力是通过公共燃烧室生成的 24 个可控的微型喷管(共 2 圈，每圈 12 个)组成的“侧[30]，用于直接产生变轨的控制力，如图 1.4 所示。超高速动击毁目标的武器，由于其高速运动，HVM 全程飞行只有要求 HVM 快速消除初始扰动误差，在各种提供控制力的推力器是响应时间最快的[38]。为提高制导弹药的效费比，末端修正制导弹药技术，脉冲力控制是一种低成本，高效 1.5 所示为美国的 XM395 激光半主动末制导炮弹。弹体头心附近安装脉冲喷管，并在弹上安装滚转陀螺测量弹体滚轴与弹目连线的夹角，弹上计算机通过判断当前的点火等时间并且失调角是否达到点火阈值来决定是否点火，从而
【参考文献】：
期刊论文
[1]An overview on flight dynamics and control approaches for hypersonic vehicles[J]. XU Bin,SHI ZhongKe. Science China（Information Sciences）. 2015(07)
[2]旋转弹解耦控制方法综述[J]. 谢浩怡,赵良玉,石忠佼. 战术导弹技术. 2015(01)
[3]固定鸭舵弹道修正组件发展[J]. 张开创,刘秋生,熊然,张俊坤. 飞航导弹. 2014(03)
[4]导引头隔离度对寄生回路稳定性的影响[J]. 李富贵,夏群利,蔡春涛,祁载康. 红外与激光工程. 2013(09)
[5]平台导引头隔离度对导弹制导系统影响[J]. 宋韬,林德福,王江. 哈尔滨工程大学学报. 2013(10)
[6]导引头隔离度寄生回路对视线角速度提取的影响[J]. 李富贵,夏群利,崔晓曦,祁载康. 宇航学报. 2013(08)
[7]高速飞行器直接力/气动力复合控制技术综述[J]. 梁栋,宋建梅,蔡高华. 航空兵器. 2013(04)
[8]导引头隔离度对末制导炮弹制导控制的影响[J]. 徐平,王伟,林德福. 弹道学报. 2012(01)
[9]探测器指标对制导精度的影响分析[J]. 程振轩,林德福,牟宇,王江. 系统仿真学报. 2010(09)
[10]大气层外拦截器预测导引律设计及制导系统稳定性分析[J]. 章国江,杨宝庆,姚郁. 弹道学报. 2010(02)
博士论文
[1]双旋弹飞行特性与制导控制方法研究[D]. 朱大林.北京理工大学 2015
[2]几类具有状态约束的切换系统的控制设计[D]. 苏庆宇.东北大学 2013
[3]基于非光滑Lipschitz曲面的控制设计方法研究[D]. 霍鑫.哈尔滨工业大学 2011
[4]基于Filippov微分包含解的非平滑控制系统设计方法研究[D]. 郑凯.哈尔滨工业大学 2009
[5]基于预测控制的大气层外KKV制导控制规律研究[D]. 杨宝庆.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]常值推力姿态控制方法研究[D]. 郭清晨.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3146726
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