拦截弹复合控制系统算法研究
发布时间：2021-07-30 13:39
对机动性战术弹道导弹的拦截是世界军事发展的一个重要方向，但在高空环境下对战术导弹的精确拦截仅仅依靠传统的气动力控制是远远不够的，而直/气复合控制技术是当前拦截弹末端制导方面的一项关键技术，对提高导弹的机动性能、响应速度、可用过载有明显效果。本文针对直接力/气动力复合控制的拦截弹的工作特点，对拦截弹的复合控制问题研究。建立拦截弹复合控制末端的六自由度运动学和动力学数学模型。分析导弹气动布局的特点以及轨控和姿控发动机的推力模型，确定了姿控脉冲发动机及其布局方式；通过对弹道数学模型的分析、合理假设和简化，建立了直/气复合控制的拦截弹的非线性数学模型。基于动态逆控制思想设计了导弹的复合控制律。针对气动参数所呈现的强非线性和各控制通道之间的耦合，采用基于时标分离法的状态反馈型动态逆方法对模型进行线性解耦，设计动态逆控制律。由于非线性动态逆理论所需精确模型的不足，用自适应神经网络进行补偿，以降低动态逆对模型的依赖，提高系统的鲁棒性能。由于舵机的未建模误差、舵机的位置/速率饱和等，采用伪控制隔离可以使神经网络根据伪控制信号正确训练，防止神经网络错误的适应这些误差。采用改进的粒子群优化算法对神经网络进...
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲发动机的环向展开示意性
(a)奇数圈脉冲发动机排列 (b)偶数圈脉冲发动机排列图 2-4 脉冲发动机排列Fig. 2-4 The Layout Scheme of pulse motors可取离质心最远的那圈姿控发动机标号为 1，即 i = 1，标号越大，则距近；同圈中，逆时针标号依次增大。则每个发动机的编号(i , j )，i ,jK 表机的开关函数，i ,jK 为二值变量，意义如下：,01i jK = 发动机未点火；发动机点火。脉冲发动机的推力不可调，工作时间也是固定的，每一个发动机只能工发动机组中每个发动机的一个完整的工作过程包含点火延时、上升段、时间以及下降段，如图 2-5。F (N)
时标分离法：对一个系统而言，当有控制量时，各个被控量的响应下是不一样的，有的“反应灵敏”，有的“反应迟钝”，我们可根将这些被控变量分成慢变运动和快变运动，对其进行分组控制，这法。然而时标分离法的实现是有条件的，设计中必须使快变动力学变动力学的带宽，这样才能保证动力学解耦。根据第二章的导弹数学模型，可用时标分离来研究。导弹的制导控控制指令是通过控制舵面来实现的，当舵面偏转或者脉冲发动启动的导弹的角速率，然后才是导弹的姿态角发送变化，因此导弹的快定义如下，动态逆控制的总体方案图 3-2。快变量：滚转角速度 p 、俯仰角速度q和偏航角速度r ，即：[ p , q慢变量：迎角α 、侧滑角β 和速度滚转角μ ，即：[α , β ,μ ]；αωcpcqpωdpdqeδaδdαdβ
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种粒子群优化的神经网络综合训练算法研究[J]. 徐刚,黄先玖. 计算机工程与应用. 2011(11)
[2]粒子群算法优化神经网络结构的研究[J]. 田雨波,潘朋朋. 现代电子技术. 2011(04)
[3]基于伪控制隔离器的导弹控制方法研究[J]. 轩慧娉,贾晓洪,马建伟,刘忠. 弹箭与制导学报. 2010(05)
[4]基于自适应逆的鲁棒容错飞行控制方法研究[J]. 穆旭,章卫国,王振华. 计算机仿真. 2010(10)
[5]倾斜转弯导弹的分散自适应滑模解耦控制方案[J]. 张颖昕,董朝阳,王青,陈宇. 兵工学报. 2010(07)
[6]基于有限时间广义H2范数的直接侧向力启控时间分析[J]. 毕永涛,姚郁,季登高. 宇航学报. 2010(03)
[7]无人机神经网络动态逆控制器设计研究[J]. 李怡勇,沈怀荣. 航天控制. 2009(05)
[8]粒子群优化算法综述[J]. 黄少荣. 计算机工程与设计. 2009(08)
[9]改进粒子群—BP神经网络模型的短期电力负荷预测[J]. 师彪,李郁侠,于新花,闫旺. 计算机应用. 2009(04)
[10]防空导弹直接力和气动力复合控制方法[J]. 朱隆魁,汤国建,余梦伦. 弹箭与制导学报. 2009(01)
博士论文
[1]直/气复合控制导弹制导控制问题研究[D]. 毕永涛.哈尔滨工业大学 2010
[2]粒子群算法的研究[D]. 王芳.西南大学 2006
[3]基于动态逆系统和神经网络理论的BTT导弹控制系统研究[D]. 于秀萍.哈尔滨工程大学 2004
[4]不确定非线性综合火力/飞行/推进系统鲁棒控制方法研究[D]. 陈谋.南京航空航天大学 2004
硕士论文
[1]改进粒子群优化算法及其应用研究[D]. 易云飞.中南民族大学 2009
[2]基于直接侧向力/气动力复合控制的姿态控制律设计[D]. 黄东阳.哈尔滨工业大学 2008
[3]基于直接力的拦截导弹智能化控制、制导及其视景仿真[D]. 李前国.南京航空航天大学 2007
[4]基于动态逆方法的飞行控制系统设计与仿真[D]. 杜金刚.西北工业大学 2006
[5]拦截导弹直接力控制、制导及其动画仿真[D]. 郑逸峰.南京航空航天大学 2006
本文编号：3311506
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉冲发动机的环向展开示意性
(a)奇数圈脉冲发动机排列 (b)偶数圈脉冲发动机排列图 2-4 脉冲发动机排列Fig. 2-4 The Layout Scheme of pulse motors可取离质心最远的那圈姿控发动机标号为 1，即 i = 1，标号越大，则距近；同圈中，逆时针标号依次增大。则每个发动机的编号(i , j )，i ,jK 表机的开关函数，i ,jK 为二值变量，意义如下：,01i jK = 发动机未点火；发动机点火。脉冲发动机的推力不可调，工作时间也是固定的，每一个发动机只能工发动机组中每个发动机的一个完整的工作过程包含点火延时、上升段、时间以及下降段，如图 2-5。F (N)
时标分离法：对一个系统而言，当有控制量时，各个被控量的响应下是不一样的，有的“反应灵敏”，有的“反应迟钝”，我们可根将这些被控变量分成慢变运动和快变运动，对其进行分组控制，这法。然而时标分离法的实现是有条件的，设计中必须使快变动力学变动力学的带宽，这样才能保证动力学解耦。根据第二章的导弹数学模型，可用时标分离来研究。导弹的制导控控制指令是通过控制舵面来实现的，当舵面偏转或者脉冲发动启动的导弹的角速率，然后才是导弹的姿态角发送变化，因此导弹的快定义如下，动态逆控制的总体方案图 3-2。快变量：滚转角速度 p 、俯仰角速度q和偏航角速度r ，即：[ p , q慢变量：迎角α 、侧滑角β 和速度滚转角μ ，即：[α , β ,μ ]；αωcpcqpωdpdqeδaδdαdβ
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种粒子群优化的神经网络综合训练算法研究[J]. 徐刚,黄先玖. 计算机工程与应用. 2011(11)
[2]粒子群算法优化神经网络结构的研究[J]. 田雨波,潘朋朋. 现代电子技术. 2011(04)
[3]基于伪控制隔离器的导弹控制方法研究[J]. 轩慧娉,贾晓洪,马建伟,刘忠. 弹箭与制导学报. 2010(05)
[4]基于自适应逆的鲁棒容错飞行控制方法研究[J]. 穆旭,章卫国,王振华. 计算机仿真. 2010(10)
[5]倾斜转弯导弹的分散自适应滑模解耦控制方案[J]. 张颖昕,董朝阳,王青,陈宇. 兵工学报. 2010(07)
[6]基于有限时间广义H2范数的直接侧向力启控时间分析[J]. 毕永涛,姚郁,季登高. 宇航学报. 2010(03)
[7]无人机神经网络动态逆控制器设计研究[J]. 李怡勇,沈怀荣. 航天控制. 2009(05)
[8]粒子群优化算法综述[J]. 黄少荣. 计算机工程与设计. 2009(08)
[9]改进粒子群—BP神经网络模型的短期电力负荷预测[J]. 师彪,李郁侠,于新花,闫旺. 计算机应用. 2009(04)
[10]防空导弹直接力和气动力复合控制方法[J]. 朱隆魁,汤国建,余梦伦. 弹箭与制导学报. 2009(01)
博士论文
[1]直/气复合控制导弹制导控制问题研究[D]. 毕永涛.哈尔滨工业大学 2010
[2]粒子群算法的研究[D]. 王芳.西南大学 2006
[3]基于动态逆系统和神经网络理论的BTT导弹控制系统研究[D]. 于秀萍.哈尔滨工程大学 2004
[4]不确定非线性综合火力/飞行/推进系统鲁棒控制方法研究[D]. 陈谋.南京航空航天大学 2004
硕士论文
[1]改进粒子群优化算法及其应用研究[D]. 易云飞.中南民族大学 2009
[2]基于直接侧向力/气动力复合控制的姿态控制律设计[D]. 黄东阳.哈尔滨工业大学 2008
[3]基于直接力的拦截导弹智能化控制、制导及其视景仿真[D]. 李前国.南京航空航天大学 2007
[4]基于动态逆方法的飞行控制系统设计与仿真[D]. 杜金刚.西北工业大学 2006
[5]拦截导弹直接力控制、制导及其动画仿真[D]. 郑逸峰.南京航空航天大学 2006
本文编号：3311506
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