远程空空导弹复合制导与控制问题研究
发布时间：2021-04-24 01:50
随着科学技术的发展，空中威胁目标的性能在不断提高，而空空导弹作为夺取制空权的重要武器，其性能的高低成为了决定空战胜负的重要因素。尤其是远程空空导弹需要具备多任务、全天候、全向攻击的超视距精确打击能力。其中制导控制系统作为导弹的核心组成部分，则决定了其制导精度和机动性能。本文将对远程空空导弹复合制导体制下的中制导和末制导进行深入研究，并开展多输入多输出系统的解耦控制律研究。首先，建立了以载机起飞点为原点的北天东坐标系下的远程空空导弹六自由度模型。根据导弹的结构尺寸和总体参数，通过气动工程估算方法计算了导弹在飞行过程中的气动力和气动力矩。最后对导弹的动力学特性进行了仿真分析，结果验证了所估算的气动参数的合理性。其次，本文研究了远程空空导弹中制导律设计问题。中制导律设计的好坏直接影响到导弹在末制导阶段的机动性。因此，首先通过估计剩余飞行时间来预测中末交班点，同时给出中末交班点处的约束角公式。然后根据导弹在中末交班点需要满足的条件：末速度最大和终端角约束，采用优化理论分别设计了最优比例修正中制导律和基于自适应伪谱法的中制导律。对比仿真表明所设计的中制导律满足中末交班点的速度和角度要求，并且中制...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 远程空空导弹发展与现状
1.2.1 美国远程空空导弹发展概况
1.2.2 俄罗斯远程空空导弹发展概况
1.2.3 欧洲远程空空导弹发展概况
1.3 远程空空导弹制导律研究现状
1.3.1 远程空空导弹中制导律研究现状
1.3.2 空空导弹末制导研究现状
1.4 空空导弹姿态控制律研究现状
1.5 论文主要研究内容和结构
第2章 远程空空导弹动力学特性分析
2.1 空空导弹结构及参数
2.2 空空导弹动力学模型
2.2.1 质心运动学方程
2.2.2 绕质心运动方程
2.3 气动力系数估算
2.3.1 法向力系数
2.3.2 阻力系数
2.3.3 估算结果
2.4 气动力矩系数计算
2.4.1 气动力矩静导数
2.4.2 气动力矩动导数
2.4.3 估算结果
2.5 空空导弹动力学分析
2.5.1 弹道特性分析
2.5.2 姿态耦合影响分析
2.6 本章小结
第3章 远程空空导弹中制导律研究
3.1 中末交班点预测
3.2 最优比例修正中制导律
3.2.1 比例导引律
3.2.2 最优中制导律
3.3 基于自适应伪谱法的中制导律
3.3.1 自适应伪谱法的基本原理
3.3.2 中制导律设计
3.4 中制导律仿真分析
3.4.1 最优比例修正中制导律仿真
3.4.2 自适应伪谱法中制导仿真
3.4.3 制导方法的比较
3.5 本章小结
第4章 基于运动伪装理论的末制导律
4.1 运动伪装理论
4.2 基于运动伪装理论的制导律
4.2.1 基于拦截模型的运动伪装理论
4.2.2 运动伪装反馈制导指令
4.2.3 运动伪装制导律
4.3 仿真分析
4.3.1 不同制导系数仿真对比
4.3.2 MCPG与PPN仿真对比
4.4 本章小结
第5章 多输入多输出控制系统设计
5.1 自适应动态逆控制器
5.1.1 姿态控制模型
5.1.2 动态逆方法初步
5.1.3 自适应动态逆控制器设计
5.2 基于LPV系统的变增益鲁棒控制
5.2.1 LPV模型的多胞形表示
5.2.2 鲁棒H∞控制系统设计
5.3 姿态控制方案仿真分析
5.3.1 自适应动态逆仿真
5.3.2 LPV变增益控制仿真
5.3.3 两种控制律比较
5.4 六自由度联合仿真
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外空空导弹发展动态研究[J]. 任淼,王秀萍. 航空兵器. 2013(05)
[2]高超声速飞行器大包线切换LPV控制方法[J]. 张增辉,杨凌宇,申功璋. 航空学报. 2012(09)
[3]一种交班时刻性能最优的中制导律设计与仿真[J]. 董朝阳,周雨. 系统仿真学报. 2009(24)
[4]空间微分几何制导律应用研究[J]. 李超勇,荆武兴,齐治国,王辉. 宇航学报. 2007(05)
[5]天空打击300公里 俄罗斯超远程空空导弹可打预警机[J]. 徐伟安. 国际展望. 2004(08)
[6]微分对策制导规律与改进的比例导引制导规律性能比较[J]. 汤善同. 宇航学报. 2002(06)
博士论文
[1]临近空间高超声速飞行器鲁棒变增益控制[D]. 葛东明.哈尔滨工业大学 2011
[2]LPV系统鲁棒变增益控制研究及其应用[D]. 李文强.国防科学技术大学 2009
本文编号：3156447
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 远程空空导弹发展与现状
1.2.1 美国远程空空导弹发展概况
1.2.2 俄罗斯远程空空导弹发展概况
1.2.3 欧洲远程空空导弹发展概况
1.3 远程空空导弹制导律研究现状
1.3.1 远程空空导弹中制导律研究现状
1.3.2 空空导弹末制导研究现状
1.4 空空导弹姿态控制律研究现状
1.5 论文主要研究内容和结构
第2章 远程空空导弹动力学特性分析
2.1 空空导弹结构及参数
2.2 空空导弹动力学模型
2.2.1 质心运动学方程
2.2.2 绕质心运动方程
2.3 气动力系数估算
2.3.1 法向力系数
2.3.2 阻力系数
2.3.3 估算结果
2.4 气动力矩系数计算
2.4.1 气动力矩静导数
2.4.2 气动力矩动导数
2.4.3 估算结果
2.5 空空导弹动力学分析
2.5.1 弹道特性分析
2.5.2 姿态耦合影响分析
2.6 本章小结
第3章 远程空空导弹中制导律研究
3.1 中末交班点预测
3.2 最优比例修正中制导律
3.2.1 比例导引律
3.2.2 最优中制导律
3.3 基于自适应伪谱法的中制导律
3.3.1 自适应伪谱法的基本原理
3.3.2 中制导律设计
3.4 中制导律仿真分析
3.4.1 最优比例修正中制导律仿真
3.4.2 自适应伪谱法中制导仿真
3.4.3 制导方法的比较
3.5 本章小结
第4章 基于运动伪装理论的末制导律
4.1 运动伪装理论
4.2 基于运动伪装理论的制导律
4.2.1 基于拦截模型的运动伪装理论
4.2.2 运动伪装反馈制导指令
4.2.3 运动伪装制导律
4.3 仿真分析
4.3.1 不同制导系数仿真对比
4.3.2 MCPG与PPN仿真对比
4.4 本章小结
第5章 多输入多输出控制系统设计
5.1 自适应动态逆控制器
5.1.1 姿态控制模型
5.1.2 动态逆方法初步
5.1.3 自适应动态逆控制器设计
5.2 基于LPV系统的变增益鲁棒控制
5.2.1 LPV模型的多胞形表示
5.2.2 鲁棒H∞控制系统设计
5.3 姿态控制方案仿真分析
5.3.1 自适应动态逆仿真
5.3.2 LPV变增益控制仿真
5.3.3 两种控制律比较
5.4 六自由度联合仿真
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外空空导弹发展动态研究[J]. 任淼,王秀萍. 航空兵器. 2013(05)
[2]高超声速飞行器大包线切换LPV控制方法[J]. 张增辉,杨凌宇,申功璋. 航空学报. 2012(09)
[3]一种交班时刻性能最优的中制导律设计与仿真[J]. 董朝阳,周雨. 系统仿真学报. 2009(24)
[4]空间微分几何制导律应用研究[J]. 李超勇,荆武兴,齐治国,王辉. 宇航学报. 2007(05)
[5]天空打击300公里 俄罗斯超远程空空导弹可打预警机[J]. 徐伟安. 国际展望. 2004(08)
[6]微分对策制导规律与改进的比例导引制导规律性能比较[J]. 汤善同. 宇航学报. 2002(06)
博士论文
[1]临近空间高超声速飞行器鲁棒变增益控制[D]. 葛东明.哈尔滨工业大学 2011
[2]LPV系统鲁棒变增益控制研究及其应用[D]. 李文强.国防科学技术大学 2009
本文编号：3156447
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3156447.html
