高超声速飞行器末端导引规律的设计及仿真研究
发布时间：2021-04-27 12:18
高超声速飞行器因具有飞行高度高、飞行速度快、机动灵活等特点，逐步彰显出其蕴含的巨大经济和军事价值，成为各国争相研究的热点。在军事方面，由于它能在短时间内全球到达，因此可极大地扩展作战半径；同时，其超快的速度也使自身获得了超强的突防能力和良好的隐蔽性。在民用方面，未来的高速航空器或将成为人们空天运输和星际旅行的首选工具。高超声速飞行器的出现也对空间飞行控制技术提出了较大的挑战。末端导引存在于飞行弹道的末端，其控制性能的好坏直接决定着高超声速武器能否实现对目标的精确打击。本文就高超声速导弹的寻的制导模型进行了研究，探讨了一种契合高速制导实时性特点的非线性末端导引规律。主要研究内容包括以下几个方面。首先，给出了常用坐标系的定义及转换关系，分析了导弹和目标的质心运动学方程、姿态运动学方程，建立了二维平面和三维空间中的弹目相对运动方程，这是后续进行导引律分析和设计的基础。其次，研究了有限时间稳定理论，给出了其定义和重要引理，在此基础上设计了针对平面制导方程的有限时间导引律，并给出了适用性证明。随后，将该导引律进行形式上的改进并应用于三维弹目相对运动方程，并证明了有限时间导引律可控制视线角转率在限...
【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】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 高超声速飞行器的研究现状
1.2.1 国外研究现状概述
1.2.2 国内研究现状概述
1.3 导引律的研究现状和发展趋势
1.3.1 经典导引律
1.3.2 现代导引律
1.3.3 非线性导引律
1.3.4 导引律的发展方向
1.4 论文主要研究内容及章节安排
第2章 导弹—目标相对运动模型
2.1 引言
2.2 坐标系定义及转换
2.2.1 坐标系定义
2.2.2 坐标系之间的转换关系
2.3 导弹和目标运动学方程
2.3.1 导弹质心运动学方程
2.3.2 目标质心运动学方程
2.3.3 导弹姿态运动学方程
2.3.4 视线角转率等中间量的计算方法
2.4 导弹和目标相对运动方程
2.4.1 二维平面弹—目相对运动方程
2.4.2 三维空间弹—目相对运动学方程
2.5 本章小结
第3章 基于有限时间稳定理论的导引律设计
3.1 有限时间稳定理论
3.2 有限时间稳定导引律设计
3.2.1 基于平面制导方程的有限时间导引律
3.2.2 基于三维制导方程的有限时间稳定导引律
3.3 基于扩张状态观测器的模型不确定性估计方法
3.4 本章小结
第4章 导引律的仿真分析及验证
4.1 二维平面内经典导引方法的仿真分析
4.1.1 MATLAB 的图形用户界面（GUI）简介
4.1.2 追踪法导引的分析与仿真研究
4.1.3 平行接近法导引的分析与仿真研究
4.1.4 比例导引法导引的分析与仿真研究
4.2 有限时间导引方法在三维末制导中的仿真分析
4.2.1 有限时间导引法的仿真
4.2.2 有限时间导引与比例导引的仿真对比
4.2.3 扩张状态观测器估计效果的验证
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外高超声速武器发展综述[J]. 党爱国,郭彦朋,王坤. 飞航导弹. 2013(02)
[2]滑模变结构有限时间收敛制导律[J]. 张运喜,孙明玮,陈增强. 控制理论与应用. 2012(11)
[3]真比例导引律的降维分析方法[J]. 黎克波,陈磊,张翼. 国防科技大学学报. 2012(03)
[4]美国典型高超飞行器项目研发及启示[J]. 张蒙正,邹宇. 火箭推进. 2012(02)
[5]基于二阶滑模的再入飞行器末制导律研究[J]. 窦荣斌,张科. 宇航学报. 2011(10)
[6]国外高超声速技术计划回顾与展望[J]. 钟萍,王颖,陈丽艳. 航空科学技术. 2011(05)
[7]一种拦截机动目标的最优制导律设计[J]. 司学慧,李小兵. 现代防御技术. 2011(04)
[8]智能滑模变结构制导律[J]. 王志清,李小兵,卓启明. 上海航天. 2011(01)
[9]有限时间控制问题综述[J]. 丁世宏,李世华. 控制与决策. 2011(02)
[10]一种新型三维制导律设计的非线性方法[J]. 彭双春,潘亮,韩大鹏,孙未蒙,沈林成. 航空学报. 2010(10)
博士论文
[1]高超声速飞行器建模及其先进飞行控制机理的研究[D]. 刘燕斌.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]攻击地面固定目标的高超声速导弹的制导规律设计[D]. 徐鹏.哈尔滨工业大学 2009
[2]高超声速飞行器末端制导律研究[D]. 刘德成.哈尔滨工业大学 2009
[3]高超声速巡航导弹弹道设计与优化方法研究[D]. 孟斌.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3163455
【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】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 高超声速飞行器的研究现状
1.2.1 国外研究现状概述
1.2.2 国内研究现状概述
1.3 导引律的研究现状和发展趋势
1.3.1 经典导引律
1.3.2 现代导引律
1.3.3 非线性导引律
1.3.4 导引律的发展方向
1.4 论文主要研究内容及章节安排
第2章 导弹—目标相对运动模型
2.1 引言
2.2 坐标系定义及转换
2.2.1 坐标系定义
2.2.2 坐标系之间的转换关系
2.3 导弹和目标运动学方程
2.3.1 导弹质心运动学方程
2.3.2 目标质心运动学方程
2.3.3 导弹姿态运动学方程
2.3.4 视线角转率等中间量的计算方法
2.4 导弹和目标相对运动方程
2.4.1 二维平面弹—目相对运动方程
2.4.2 三维空间弹—目相对运动学方程
2.5 本章小结
第3章 基于有限时间稳定理论的导引律设计
3.1 有限时间稳定理论
3.2 有限时间稳定导引律设计
3.2.1 基于平面制导方程的有限时间导引律
3.2.2 基于三维制导方程的有限时间稳定导引律
3.3 基于扩张状态观测器的模型不确定性估计方法
3.4 本章小结
第4章 导引律的仿真分析及验证
4.1 二维平面内经典导引方法的仿真分析
4.1.1 MATLAB 的图形用户界面（GUI）简介
4.1.2 追踪法导引的分析与仿真研究
4.1.3 平行接近法导引的分析与仿真研究
4.1.4 比例导引法导引的分析与仿真研究
4.2 有限时间导引方法在三维末制导中的仿真分析
4.2.1 有限时间导引法的仿真
4.2.2 有限时间导引与比例导引的仿真对比
4.2.3 扩张状态观测器估计效果的验证
4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外高超声速武器发展综述[J]. 党爱国,郭彦朋,王坤. 飞航导弹. 2013(02)
[2]滑模变结构有限时间收敛制导律[J]. 张运喜,孙明玮,陈增强. 控制理论与应用. 2012(11)
[3]真比例导引律的降维分析方法[J]. 黎克波,陈磊,张翼. 国防科技大学学报. 2012(03)
[4]美国典型高超飞行器项目研发及启示[J]. 张蒙正,邹宇. 火箭推进. 2012(02)
[5]基于二阶滑模的再入飞行器末制导律研究[J]. 窦荣斌,张科. 宇航学报. 2011(10)
[6]国外高超声速技术计划回顾与展望[J]. 钟萍,王颖,陈丽艳. 航空科学技术. 2011(05)
[7]一种拦截机动目标的最优制导律设计[J]. 司学慧,李小兵. 现代防御技术. 2011(04)
[8]智能滑模变结构制导律[J]. 王志清,李小兵,卓启明. 上海航天. 2011(01)
[9]有限时间控制问题综述[J]. 丁世宏,李世华. 控制与决策. 2011(02)
[10]一种新型三维制导律设计的非线性方法[J]. 彭双春,潘亮,韩大鹏,孙未蒙,沈林成. 航空学报. 2010(10)
博士论文
[1]高超声速飞行器建模及其先进飞行控制机理的研究[D]. 刘燕斌.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]攻击地面固定目标的高超声速导弹的制导规律设计[D]. 徐鹏.哈尔滨工业大学 2009
[2]高超声速飞行器末端制导律研究[D]. 刘德成.哈尔滨工业大学 2009
[3]高超声速巡航导弹弹道设计与优化方法研究[D]. 孟斌.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3163455
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3163455.html
