导弹飞行控制仿真及在地理信息系统中的显示

发布时间：2021-07-14 19:28

　　本文在计算机平台上利用仿真技术,代替真实导弹飞行试验,进行模拟飞行并分析结果。这样做提高了导弹飞行的安全性,节约了经费,提高了导弹弹道仿真的逼真性,提高了打靶成功率,并为改进导弹的总体设计提供了准确而有力的理论基础。本文首先对在大气层中飞行的导弹进行力学分析,得到导弹的运动学方程。为了便于解算,将其分解为导弹纵向运动方程组和侧向运动方程组,并利用GSL科学计算库中的相关函数对方程进行求解。在解算过程中,为了得到更接近期望值的飞行轨迹,设计了飞行控制回路。最后,将导弹飞行轨迹数据以曲线形式打印出来,与期望飞行曲线进行对比分析。结合地理信息系统显示导弹的飞行过程,它以数值仿真为基础,将flex技术与地理信息系统相结合,利用actionScript语言和墨卡托投影算法,将导弹在三维球面坐标的轨迹数据转化为地理信息系统的屏幕坐标,以动画的形式展示导弹发射点到落地点的整个飞行过程。利用此演示过程可以更直观地检验数值结果的正确性和可靠性。 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

主要坐标系示意图

导弹飞行轨迹仿真系统是由反馈机构、解纵向运动方程组、解侧向运动方程组和PID控制器模块一起组成的闭环控制回路系统。该控制系统主要针对速度(v)和姿态角(劝，口，r)进行PID控制实现，其原理如图3一2所示:解解解解解解 解 解解解解解解解 PPP工DDDDD纵 纵 纵 PIDDDDD侧侧 控控 控控向 向 向控 控控向向 制制 制制运 运 运制 制制运运 器器 器器动 -----器 器器动动 方方方方方方’’ ’’’’’方方 程程 程 程程程 组组 组 组组组 反反馈模块 块反反馈模块块 图3一2导弹飞行控制回路如图所示，第一个PID控制器对速度v和俯仰角0的输入值和反馈值作比较产生误差信号，经过PID控制器校正，将校正值作为输入，求解纵向运动方程组，得到纵向运动方程组的各个参数值，包括坐标值x和y，滚转角了和偏航角功等，它们都将是下一步解侧向运动方程组的基础和依据。了和劝与它们各自对应的反馈值做差运算从而求得误差信号，送入后继的PID控制器进行校正和控制

北京邮电大学硕士生毕业论文图3一6期望飞行轨迹图3一7仿真飞行轨迹、山孟一:︵礁麟脚撼︸滩释腐《朴乍环问宝妙)图3一8误差曲线图图3一6是我们期望得到的导弹飞行轨迹曲线，图3一7是仿真飞行轨迹曲线，图3一8为误差变化曲线。观察图3一6和图3一7可以发现，其仿真轨迹可以快速的跟踪上理想轨迹。从图3一8可知，系统不存在稳态误差，满足导弹控制系统的性能要求，所以通过推力矢量控制导弹飞行且利用控制器校正的方案是可行的。3.4本章小结本章首先分析了导弹在空间受的力和力矩，包括空气动力、重力、推力以及空气动力矩、推力矩等，根据力学基本定理列出导弹在不同坐标系下的运动方程。为了方便方程组参数的求解

【参考文献】：
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本文编号：3284749