基于PCH方法的变质心导弹能量成型控制策略研究
发布时间：2021-10-10 09:39
为实现导弹的机动飞行，提升弹头突防和攻击性能，可采用变质心控制方法，即通过移动弹体内的若干滑动质量块来改变弹体质心，从而利用气动配平力矩调整导弹飞行的速度和姿态。此种控制方法具有气动外形简单、控制效率高、响应速度快等优点。鉴于变质心导弹是一个含有多个变量，并且各变量间存在很强的耦合作用的非线性系统，因此，为变质心导弹系统寻求一种先进的控制方法正受到广泛的关注。本文就是采用能量成型控制方法对变质心导弹系统进行研究。以内部含有三个滑动质量块的变质心导弹为研究对象，将导弹壳体与内部滑动质量块看成是一个刚体与质点系组成的多刚体系统，采用凯恩方法完整的建立了变质心导弹的动力学方程和运动学方程，并推导出了导弹的九自由度非线性动力学模型。采用端口受控哈密顿方法建立变质心导弹系统的模型是一种全新的建模方法。根据系统所具有的能量确定系统的哈密顿能量函数。选取系统的端口变量，并根据系统的端口输入输出变量，设计得到变质心导弹系统的端口受控哈密顿模型。该模型的建立为研究变质心导弹能量成型控制策略奠定了基础。端口受控哈密顿模型具有明确的物理意义，并且符合变质心导弹系统能量转换的本质规律，使能量成型控制策略的设计...
【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】：57 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 国内外的研究现状
1.2.1 变质心导弹建模方法的研究现状
1.2.2 变质心导弹控制策略的研究现状
1.2.3 能量成型控制策略的研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 变质心导弹数学模型研究
2.1 常用坐标系和坐标系之间的转换
2.1.1 坐标系的定义
2.1.2 各坐标系间的关系及其转换
2.2 变质心导弹数学模型
2.2.1 变质心导弹系统描述
2.2.2 凯恩动力学方程
2.2.3 变质心导弹九自由度非线性动力学方程建模
2.2.4 变质心导弹运动学方程建模
2.3 本章小结
第3章 变质心导弹端口受控哈密顿模型研究
3.1 端口受控与端口受控耗散哈密顿系统
3.1.1 哈密顿方程
3.1.2 端口受控哈密顿系统
3.1.3 端口受控耗散 Hamilton 系统
3.1.4 基于端口受控哈密顿系统的无源性控制方法
3.2 变质心导弹端口受控哈密顿模型研究
3.2.1 变质心导弹端口受控哈密顿建模方案设计
3.2.2 变质心导弹端口受控哈密顿模型研究
3.3 本章小结
第4章 变质心导弹能量成型控制策略研究
4.1 PCH系统的能量平衡与能量成型原理
4.1.1 端口受控耗散哈密顿系统的能量平衡
4.1.2 端口受控耗散哈密顿系统的能量成型原理
4.2 哈密顿系统的互联和阻尼配置控制方法
4.3 变质心导弹能量成型控制策略方案设计
4.4 变质心导弹能量成型控制策略研究
4.4.1 端口受控哈密顿系统的状态误差控制原理
4.4.2 变质心导弹期望平衡点设定
4.4.3 变质心导弹能量成型控制策略控制器设计
4.5 本章小结
第5章 变质心导弹能量成型控制策略仿真分析
5.1 变质心导弹能量成型控制策略仿真模型
5.2 变质心导弹能量成型控制策略仿真分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种环状变质心机构的动力学建模及特征分析[J]. 王唯,顾金良. 弹道学报. 2010(03)
[2]变质心控制技术及其应用综述[J]. 赵红超,徐君明,林嘉新. 飞航导弹. 2010(03)
[3]导弹质量矩控制技术发展综述[J]. 高长生,李君龙,荆武兴,李瑞康. 宇航学报. 2010(02)
[4]基于PCH的DFIM非线性L2增益控制新方法[J]. 杨倩倩,原明亭,于海生,丁军航. 中南大学学报(自然科学版). 2009(S1)
[5]三相PWM整流器的能量成形控制与仿真研究[J]. 唐玉良,于海生,王勇. 青岛大学学报(工程技术版). 2008(03)
[6]大气层内导弹变质心轨道控制[J]. 王松艳,杨明,郭庆. 弹道学报. 2006(02)
[7]弹道式导弹弹头变质心机动控制[J]. 周凤岐,崔利明,周军. 宇航学报. 2000(S1)
[8]多输入非线性系统后推（Backstepping）型（英）[J]. 程代展,洪奕光,秦化淑. 控制理论与应用. 1998(06)
[9]弹道导弹变质心反推自适应控制[J]. 王巧云,林岩,董文瀚. 战术导弹控制技术. 2005 (03)
硕士论文
[1]大气层内动能拦截弹姿态控制规律设计[D]. 宫勋.哈尔滨工业大学 2008
[2]基于能量成形的交流电机非线性控制[D]. 朱敏.青岛大学 2007
本文编号：3428127
【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】：57 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 国内外的研究现状
1.2.1 变质心导弹建模方法的研究现状
1.2.2 变质心导弹控制策略的研究现状
1.2.3 能量成型控制策略的研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 变质心导弹数学模型研究
2.1 常用坐标系和坐标系之间的转换
2.1.1 坐标系的定义
2.1.2 各坐标系间的关系及其转换
2.2 变质心导弹数学模型
2.2.1 变质心导弹系统描述
2.2.2 凯恩动力学方程
2.2.3 变质心导弹九自由度非线性动力学方程建模
2.2.4 变质心导弹运动学方程建模
2.3 本章小结
第3章 变质心导弹端口受控哈密顿模型研究
3.1 端口受控与端口受控耗散哈密顿系统
3.1.1 哈密顿方程
3.1.2 端口受控哈密顿系统
3.1.3 端口受控耗散 Hamilton 系统
3.1.4 基于端口受控哈密顿系统的无源性控制方法
3.2 变质心导弹端口受控哈密顿模型研究
3.2.1 变质心导弹端口受控哈密顿建模方案设计
3.2.2 变质心导弹端口受控哈密顿模型研究
3.3 本章小结
第4章 变质心导弹能量成型控制策略研究
4.1 PCH系统的能量平衡与能量成型原理
4.1.1 端口受控耗散哈密顿系统的能量平衡
4.1.2 端口受控耗散哈密顿系统的能量成型原理
4.2 哈密顿系统的互联和阻尼配置控制方法
4.3 变质心导弹能量成型控制策略方案设计
4.4 变质心导弹能量成型控制策略研究
4.4.1 端口受控哈密顿系统的状态误差控制原理
4.4.2 变质心导弹期望平衡点设定
4.4.3 变质心导弹能量成型控制策略控制器设计
4.5 本章小结
第5章 变质心导弹能量成型控制策略仿真分析
5.1 变质心导弹能量成型控制策略仿真模型
5.2 变质心导弹能量成型控制策略仿真分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种环状变质心机构的动力学建模及特征分析[J]. 王唯,顾金良. 弹道学报. 2010(03)
[2]变质心控制技术及其应用综述[J]. 赵红超,徐君明,林嘉新. 飞航导弹. 2010(03)
[3]导弹质量矩控制技术发展综述[J]. 高长生,李君龙,荆武兴,李瑞康. 宇航学报. 2010(02)
[4]基于PCH的DFIM非线性L2增益控制新方法[J]. 杨倩倩,原明亭,于海生,丁军航. 中南大学学报(自然科学版). 2009(S1)
[5]三相PWM整流器的能量成形控制与仿真研究[J]. 唐玉良,于海生,王勇. 青岛大学学报(工程技术版). 2008(03)
[6]大气层内导弹变质心轨道控制[J]. 王松艳,杨明,郭庆. 弹道学报. 2006(02)
[7]弹道式导弹弹头变质心机动控制[J]. 周凤岐,崔利明,周军. 宇航学报. 2000(S1)
[8]多输入非线性系统后推（Backstepping）型（英）[J]. 程代展,洪奕光,秦化淑. 控制理论与应用. 1998(06)
[9]弹道导弹变质心反推自适应控制[J]. 王巧云,林岩,董文瀚. 战术导弹控制技术. 2005 (03)
硕士论文
[1]大气层内动能拦截弹姿态控制规律设计[D]. 宫勋.哈尔滨工业大学 2008
[2]基于能量成形的交流电机非线性控制[D]. 朱敏.青岛大学 2007
本文编号：3428127
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3428127.html
