鸭式布局双旋稳定弹飞行控制方法研究
发布时间：2021-06-28 15:58
现代战争对常规弹箭武器系统的性能指标提出了更高的要求,对大量装备部队的常规旋转稳定弹进行制导化设计可以大大提高常规部队的战斗力。旋转稳定弹高速旋转的特性,使其在飞行过程中具有很好的抗干扰能力,同时也增加了对其进行二维弹道修正的难度。本文以一种鸭式布局双旋稳定弹为研究对象,对其弹道特性、飞行稳定性、控制方法和制导方案等方面进行了系统的研究。具体的研究内容主要包括以下几个方面:1.针对本文研究的鸭式布局双旋稳定弹的特殊结构进行了分析,在质量分布均匀并关于弹体纵轴对称、前后体质心和全弹质心都在弹体纵轴上的假设下,结合该双旋稳定弹的结构特性与常规制导弹箭6DOF建模的方法,对作用在该双旋稳定弹上的力和力矩进行了分析,推导了其动力学模型和运动学模型,最终建立了鸭式布局双旋稳定弹7DOF刚体弹道模型。2.以鸭式布局双旋稳定弹7DOF刚体弹道模型为基础,分别对其在无控和有控的条件下进行了弹道仿真,对其弹道特性进行了分析。针对鸭式布局双旋稳定弹的双旋结构和高速旋转特性,利用有控弹道的复攻角运动方程,对其陀螺稳定性、动态稳定性和追随稳定性等飞行稳定性能指标进行了分析,并对该双旋稳定弹的7DOF刚体弹道模...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 双旋稳定弹概念描述
1.3 双旋稳定弹国内外研究概况
1.3.1 双旋稳定弹国外研究概况
1.3.2 双旋稳定弹国内研究概况
1.4 弹箭控制理论研究概况
1.5 弹箭导引律设计方法研究概况
1.6 本文主要研究内容
第2章 鸭式布局双旋稳定弹飞行力学建模
2.1 概述
2.2 坐标系及其转换
2.2.1 坐标系的定义
2.2.2 坐标系间的转换关系
2.3 作用在鸭式布局双旋稳定弹上的力和力矩
2.3.1 重力
2.3.2 鸭式布局双旋稳定弹所受气动力和力矩
2.3.3 鸭舵产生的控制力和力矩
2.3.4 前后体之间的相互作用力与力矩
2.4 鸭式布局双旋稳定弹7DOF刚体弹道模型
2.4.1 鸭式布局双旋稳定弹运动学方程
2.4.2 鸭式布局双旋稳定弹动力学方程
2.4.3 空气动力和力矩模型
2.4.4 几何转换关系
2.4.5 鸭舵舵机结构模型
2.4.6 鸭式布局双旋稳定弹7DOF空间运动数学模型
2.5 本章小结
第3章 弹道仿真与稳定性分析
3.1 引言
3.2 算例仿真与分析
3.2.1 无控条件下的弹道仿真
3.2.2 有控条件下的弹道仿真
3.3 飞行稳定性分析
3.3.1 复攻角运动方程
3.3.2 稳定性分析
3.4 本章小结
第4章 鸭式布局双旋稳定弹自动驾驶仪设计
4.1 引言
4.2 鲁棒控制理论基础知识
4.2.1 线性矩阵不等式(LMI)的相关知识
4.2.2 H∞控制理论
4.2.3 H_2控制理论
4.3 非线性动力学模型
4.4 区域平衡点
4.5 准线性参变模型
4.6 控制器设计
4.6.1 开环模型
4.6.2 控制器综合
4.7 算例仿真
4.8 本章小结
第5章 鸭式布局双旋稳定弹的制导律设计
5.1 引言
5.2 修正比例导引法
5.2.1 相对运动方程
5.2.2 广义比例导引法
5.2.3 修正比例导引法
5.2.4 算例仿真
5.3 弹道预测导引律
5.3.1 弹道预测方法
5.3.2 基于弹道预测的导引律设计
5.3.3 算例仿真
5.4 本章小结
第6章 总结和展望
6.1 本文总结
6.2 展望
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于弹道预测与倾角校正的末制导炮弹导引方法[J]. 张华,常思江,牛春峰. 四川兵工学报. 2015(11)
[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]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)
[7]弹道修正弹及弹道修正关键技术分析[J]. 夏彬,周亮. 国防科技. 2013(03)
[8]基于状态观测器的一类不确定性线性系统鲁棒保性能控制器设计[J]. 韦俊青,金朝永,刘瑾. 广东工业大学学报. 2013(02)
[9]一维弹道修正弹射程修正能力计算方法[J]. 张宇宸,杜忠华,赵永平,宋成俊. 计算机仿真. 2013(06)
[10]二维弹道修正弹鸭舵修正机构气动特性研究[J]. 张嘉易,王广,郝永平. 弹箭与制导学报. 2013(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]某鸭式布局防空制导炮弹的飞行弹道特性与控制方案研究[D]. 常思江.南京理工大学 2011
硕士论文
[1]鸭式布局双旋弹飞行力学特性研究[D]. 张蛟龙.南京理工大学 2015
[2]切换系统的状态反馈H2/H∞控制[D]. 杨昕.辽宁大学 2014
[3]脉冲式修正弹控制策略和弹道特性分析[D]. 陈晋璋.南京理工大学 2014
[4]一维弹道修正弹运动特征参量测试方法研究[D]. 高路鹏.南京理工大学 2013
[5]二维弹道修正弹的弹道特性研究[D]. 于涛.南京理工大学 2010
[6]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
[7]一维弹道修正弹关键技术研究及其实现[D]. 蔚微.电子科技大学 2010
[8]含区域极点配置的H2/H∞控制在飞控设计中的应用[D]. 张清江.西北工业大学 2006
[9]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：3254617
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 双旋稳定弹概念描述
1.3 双旋稳定弹国内外研究概况
1.3.1 双旋稳定弹国外研究概况
1.3.2 双旋稳定弹国内研究概况
1.4 弹箭控制理论研究概况
1.5 弹箭导引律设计方法研究概况
1.6 本文主要研究内容
第2章 鸭式布局双旋稳定弹飞行力学建模
2.1 概述
2.2 坐标系及其转换
2.2.1 坐标系的定义
2.2.2 坐标系间的转换关系
2.3 作用在鸭式布局双旋稳定弹上的力和力矩
2.3.1 重力
2.3.2 鸭式布局双旋稳定弹所受气动力和力矩
2.3.3 鸭舵产生的控制力和力矩
2.3.4 前后体之间的相互作用力与力矩
2.4 鸭式布局双旋稳定弹7DOF刚体弹道模型
2.4.1 鸭式布局双旋稳定弹运动学方程
2.4.2 鸭式布局双旋稳定弹动力学方程
2.4.3 空气动力和力矩模型
2.4.4 几何转换关系
2.4.5 鸭舵舵机结构模型
2.4.6 鸭式布局双旋稳定弹7DOF空间运动数学模型
2.5 本章小结
第3章 弹道仿真与稳定性分析
3.1 引言
3.2 算例仿真与分析
3.2.1 无控条件下的弹道仿真
3.2.2 有控条件下的弹道仿真
3.3 飞行稳定性分析
3.3.1 复攻角运动方程
3.3.2 稳定性分析
3.4 本章小结
第4章 鸭式布局双旋稳定弹自动驾驶仪设计
4.1 引言
4.2 鲁棒控制理论基础知识
4.2.1 线性矩阵不等式(LMI)的相关知识
4.2.2 H∞控制理论
4.2.3 H_2控制理论
4.3 非线性动力学模型
4.4 区域平衡点
4.5 准线性参变模型
4.6 控制器设计
4.6.1 开环模型
4.6.2 控制器综合
4.7 算例仿真
4.8 本章小结
第5章 鸭式布局双旋稳定弹的制导律设计
5.1 引言
5.2 修正比例导引法
5.2.1 相对运动方程
5.2.2 广义比例导引法
5.2.3 修正比例导引法
5.2.4 算例仿真
5.3 弹道预测导引律
5.3.1 弹道预测方法
5.3.2 基于弹道预测的导引律设计
5.3.3 算例仿真
5.4 本章小结
第6章 总结和展望
6.1 本文总结
6.2 展望
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于弹道预测与倾角校正的末制导炮弹导引方法[J]. 张华,常思江,牛春峰. 四川兵工学报. 2015(11)
[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]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)
[7]弹道修正弹及弹道修正关键技术分析[J]. 夏彬,周亮. 国防科技. 2013(03)
[8]基于状态观测器的一类不确定性线性系统鲁棒保性能控制器设计[J]. 韦俊青,金朝永,刘瑾. 广东工业大学学报. 2013(02)
[9]一维弹道修正弹射程修正能力计算方法[J]. 张宇宸,杜忠华,赵永平,宋成俊. 计算机仿真. 2013(06)
[10]二维弹道修正弹鸭舵修正机构气动特性研究[J]. 张嘉易,王广,郝永平. 弹箭与制导学报. 2013(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]某鸭式布局防空制导炮弹的飞行弹道特性与控制方案研究[D]. 常思江.南京理工大学 2011
硕士论文
[1]鸭式布局双旋弹飞行力学特性研究[D]. 张蛟龙.南京理工大学 2015
[2]切换系统的状态反馈H2/H∞控制[D]. 杨昕.辽宁大学 2014
[3]脉冲式修正弹控制策略和弹道特性分析[D]. 陈晋璋.南京理工大学 2014
[4]一维弹道修正弹运动特征参量测试方法研究[D]. 高路鹏.南京理工大学 2013
[5]二维弹道修正弹的弹道特性研究[D]. 于涛.南京理工大学 2010
[6]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
[7]一维弹道修正弹关键技术研究及其实现[D]. 蔚微.电子科技大学 2010
[8]含区域极点配置的H2/H∞控制在飞控设计中的应用[D]. 张清江.西北工业大学 2006
[9]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：3254617
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3254617.html
