基于轨迹线性化的大攻角飞行导弹控制系统设计研究

发布时间：2021-08-05 10:47

　　随着我国综合国力的不断提升以及各国弹道导弹防御体系的不断强化,我国在弹道导弹高精度打击、强突防进攻方面的能力亟待提高。再入机动弹头作为弹道导弹突防能力的一种重要体现,对其进行高超声速下的大攻角机动飞行控制具有极高的价值。但由于其具有飞行速度高且变化范围大、飞行空域广、飞行环境复杂等特点,造成其飞行环境参数和气动参数大范围非线性变化,各通道之间耦合严重。传统的小扰动线性化等方法无法对其进行控制,寻找合适的非线性控制方法势在必行。本文首先利用动态逆控制方法设计了控制器,然后在动态逆控制器的基础上,进一步设计了轨迹线性化控制器。论文的主要工作如下:首先,在参考国内外发表的公开文献的基础上,根据机动弹头的特点,在确定机动弹头的几何外形之后,给出了机动弹头三通道六自由度十二状态变量非线性数学模型。系统模型的给出包括机动弹头动力学方程和空气动力模型。在此基础上,进行了弹头的特性仿真实验,并对机动弹头的特性及其耦合特性进行了分析,为后续控制器设计打下了良好的基础。其次,针对机动弹头具有强烈非线性和耦合特性等特点,设计了动态逆控制控制器。在利用时标分离原则得到系统的内外回路的非线性仿射模型之后,将动态... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

再入机动弹头几何外形

弹头动力学方程??前面的介绍我们了解到，再入机动弹头属于高超声速飞行器范围，其赫数极高，气动参数和飞行环境变化大，对其数学模型的建立较为困研究多处在跨声速和超声速阶段，而国外虽然对再入机动弹头的研的原因难以查阅。因此我们参考与其类似的空天飞行器的数学模简化，得到再入机动弹头三通道六自由度十二状态变量方程。??假设??考空天飞行器［２６］和Ｘ－３３［２２］等的设计过程，做如下假设：??设机动弹头为刚体结构，不考虑弹体的弹性形变；??于机动弹头再入过程中不使用发动机产生前进的动力，也不使用姿头的飞行姿态，不存在燃料的消耗，弹体本身质量基本保持不变，做定值处理；??为弹头为轴对称结构，因此弹体自身的转动惯量＆、＆、４为零，

无控速度响应曲线

【参考文献】：
期刊论文
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[3]弹道导弹突防策略进展[J]. 刘燕斌,南英,陆宇平.  导弹与航天运载技术. 2010(02)
[4]聚焦弹道导弹攻防技术的热点[J]. 马骏声.  航天电子对抗. 2006(05)
[5]再入机动飞行器的控制系统设计[J]. 郭振云,雷光新,赵汉元.  飞行力学. 2005(01)
[6]弹道导弹的突防与拦截[J]. 程传浩,王瑞臣,路德信.  现代防御技术. 2002(02)
[7]战略弹道导弹的现状及其突防技术[J]. 方有培.  航天电子对抗. 2002(01)
[8]机动再入飞行器自适应飞行控制系统设计[J]. 王小虎,陈翰馥,严卫钢,李高风.  宇航学报. 2002(01)
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硕士论文
[1]基于神经网络反馈线性化方法的导弹稳定回路设计[D]. 程新占.哈尔滨工程大学 2011
[2]空天飞行器建模及其自适应轨迹线性化控制研究[D]. 张春雨.南京航空航天大学 2007



本文编号：3323618