捷联式导引头稳定方法研究
发布时间：2021-07-27 13:51
随着现代战术导弹成本低、体积小、自主性强的发展需要，捷联式导引头是现代导弹的发展趋势。与传统的平台式导引头相比，采用捷联式导引头后，会带来新的问题：探测器相对于惯性空间的角速度不能直接获得；弹体运动会耦合到探测器，造成指向不稳定；微分测量噪声；用于比例导引的视线轴角速度的估计。本文针对以上问题进行研究。首先建立了捷联式导引头框架数学模型，定量分析弹体对框架的耦合以及非线性力矩对框架角速度稳定误差影响；其次介绍了捷联稳定原理，推导了角速度补偿算法，并进行仿真；然后针对捷联式导引头的匹配滤波、微分测速问题进行深入研究，利用最佳匹配滤波器使系统达到最佳性能，在此基础上利用鲁棒控制解决系统的参数不确定性。同时采用微分跟踪算法对角位置信息进行微分，并对微分结果进行有限长单位冲激响应滤波、滑动平均滤波以及二阶低通滤波；最后针对捷联式导引头的跟踪问题，基于单通道跟踪模型，比较了自适应卡尔曼滤波和粒子滤波两种算法对视线轴角速度的估计结果。仿真结果进一步说明了弹体对框架的力矩耦合扰动影响；验证了角速度补偿捷联解耦方法的可行性；利用匹配滤波、鲁棒控制、跟踪微分、滑动平均滤波的方法能够使导引头的稳定性提高；...
【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】：62 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 捷联式导引头稳定方法国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的主要研究内容与结构安排
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 论文章节安排
第2章 捷联式导引头数学模型建立与仿真
2.1 引言
2.2 捷联稳定平台结构与坐标系定义
2.2.1 稳定结构和工作原理
2.2.2 坐标系定义
2.3 框架运动学关系
2.3.1 框架角速度
2.3.2 框架角加速度
2.4 框架动力学模型及性能仿真
2.4.1 内框架动力学模型
2.4.2 外框架动力学模型
2.4.3 框架动力学模型性能仿真
2.5 本章小结
第3章 捷联稳定伺服控制方案
3.1 引言
3.2 捷联稳定原理
3.3 捷联式导引头解耦方法
3.3.1 捷联导引头解耦方案选择
3.3.2 角速度补偿型捷联解耦方法
3.3.3 角速度补偿法仿真验证与分析
3.4 本章小结
第4章 捷联式导引头稳定性能分析
4.1 引言
4.2 匹配滤波器设计
4.2.1 理想匹配滤波器设计
4.2.2 基于鲁棒控制的匹配滤波器设计
4.3 微分测速
4.3.1 跟踪微分算法与仿真验证
4.3.2 跟踪微分器测量噪声滤波方法研究
4.3.3 不同滤波方法仿真对比与分析
4.4 本章小结
第5章 基于单通道滤波模型的视线轴角速度估计
5.1 引言
5.2 导引头角跟踪系统的设计思路
5.3 导引头角跟踪系统的数学模型
5.3.1 角跟踪系统建模
5.3.2 视线轴角速度滤波模型
5.4 角跟踪系统滤波器设计
5.4.1 自适应卡尔曼滤波
5.4.2 粒子滤波
5.5 滤波效果仿真分析与比较
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]半捷联导引头光轴稳定性[J]. 孙高,朱明超,刘慧,贾宏光. 红外与激光工程. 2013(02)
[2]捷联导引头去耦算法研究[J]. 王琪,付书堂. 航空兵器. 2012(06)
[3]光学成像导引头半捷联稳定[J]. 訚胜利,贾宏光,张跃,高慧斌. 红外与激光工程. 2011(01)
[4]半捷联导引头稳定平台的双环滑模变结构控制[J]. 刘伟,柯芳,朱斌,樊键. 兵工学报. 2010(12)
[5]捷联雷达导引头天线平台角稳定技术研究[J]. 李军显,王晓宇,武亚平. 弹箭与制导学报. 2010(06)
[6]基于角速度补偿的捷联天线稳定系统设计[J]. 赵超. 电光与控制. 2010(09)
[7]半捷联式稳定平台隔离度影响因素分析[J]. 胡洋,彭晓乐,王宏宇. 电子设计工程. 2010(05)
[8]非线性跟踪微分器在光电编码器测速中的应用[J]. 王帅,王建立,陈涛,李洪文. 红外与激光工程. 2009(05)
[9]半捷联导引头光轴稳定的研究[J]. 毛峡,张俊伟. 红外与激光工程. 2007(01)
[10]AIM-9X空空导弹位标器新技术分析和评价[J]. 穆学桢,周树平,赵桂瑾. 红外与激光工程. 2006(04)
博士论文
[1]机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D]. 王连明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]红外成像导引头捷联式稳定平台技术研究[D]. 申涛.上海交通大学 2011
[2]捷联稳定吊舱控制系统设计[D]. 于晓涛.哈尔滨工业大学 2010
[3]捷联导引头解耦系统的研制[D]. 赵妍.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3305905
【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】：62 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 捷联式导引头稳定方法国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的主要研究内容与结构安排
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 论文章节安排
第2章 捷联式导引头数学模型建立与仿真
2.1 引言
2.2 捷联稳定平台结构与坐标系定义
2.2.1 稳定结构和工作原理
2.2.2 坐标系定义
2.3 框架运动学关系
2.3.1 框架角速度
2.3.2 框架角加速度
2.4 框架动力学模型及性能仿真
2.4.1 内框架动力学模型
2.4.2 外框架动力学模型
2.4.3 框架动力学模型性能仿真
2.5 本章小结
第3章 捷联稳定伺服控制方案
3.1 引言
3.2 捷联稳定原理
3.3 捷联式导引头解耦方法
3.3.1 捷联导引头解耦方案选择
3.3.2 角速度补偿型捷联解耦方法
3.3.3 角速度补偿法仿真验证与分析
3.4 本章小结
第4章 捷联式导引头稳定性能分析
4.1 引言
4.2 匹配滤波器设计
4.2.1 理想匹配滤波器设计
4.2.2 基于鲁棒控制的匹配滤波器设计
4.3 微分测速
4.3.1 跟踪微分算法与仿真验证
4.3.2 跟踪微分器测量噪声滤波方法研究
4.3.3 不同滤波方法仿真对比与分析
4.4 本章小结
第5章 基于单通道滤波模型的视线轴角速度估计
5.1 引言
5.2 导引头角跟踪系统的设计思路
5.3 导引头角跟踪系统的数学模型
5.3.1 角跟踪系统建模
5.3.2 视线轴角速度滤波模型
5.4 角跟踪系统滤波器设计
5.4.1 自适应卡尔曼滤波
5.4.2 粒子滤波
5.5 滤波效果仿真分析与比较
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]半捷联导引头光轴稳定性[J]. 孙高,朱明超,刘慧,贾宏光. 红外与激光工程. 2013(02)
[2]捷联导引头去耦算法研究[J]. 王琪,付书堂. 航空兵器. 2012(06)
[3]光学成像导引头半捷联稳定[J]. 訚胜利,贾宏光,张跃,高慧斌. 红外与激光工程. 2011(01)
[4]半捷联导引头稳定平台的双环滑模变结构控制[J]. 刘伟,柯芳,朱斌,樊键. 兵工学报. 2010(12)
[5]捷联雷达导引头天线平台角稳定技术研究[J]. 李军显,王晓宇,武亚平. 弹箭与制导学报. 2010(06)
[6]基于角速度补偿的捷联天线稳定系统设计[J]. 赵超. 电光与控制. 2010(09)
[7]半捷联式稳定平台隔离度影响因素分析[J]. 胡洋,彭晓乐,王宏宇. 电子设计工程. 2010(05)
[8]非线性跟踪微分器在光电编码器测速中的应用[J]. 王帅,王建立,陈涛,李洪文. 红外与激光工程. 2009(05)
[9]半捷联导引头光轴稳定的研究[J]. 毛峡,张俊伟. 红外与激光工程. 2007(01)
[10]AIM-9X空空导弹位标器新技术分析和评价[J]. 穆学桢,周树平,赵桂瑾. 红外与激光工程. 2006(04)
博士论文
[1]机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D]. 王连明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]红外成像导引头捷联式稳定平台技术研究[D]. 申涛.上海交通大学 2011
[2]捷联稳定吊舱控制系统设计[D]. 于晓涛.哈尔滨工业大学 2010
[3]捷联导引头解耦系统的研制[D]. 赵妍.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3305905
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3305905.html
