基于旋转舵的弹道控制技术研究

发布时间：2021-10-16 12:25

　　为了将现存的大量常规弹药改装成能够适应现代作战模式的精确打击弹药，许多低成本的简易控制方法被陆续提出并付诸实践，例如：低成本的GPS/IMU复合制导技术、安装脉喷发动机、安装阻力环以及利用鸭舵机构进行弹道控制等。本文对一种新型的旋转舵控制系统进行了相关技术研究。首先，提出了旋转舵二维弹道控制系统的总体方案，分析了该系统在弹丸从发射到击中目标的整个过程中的作用时序，并对该装置的结构进行了初步设计，指出了各零件之间的装配关系；其次，对弹丸的飞行控制策略进行了研究，提出了一种基于落点误差来确定控制舵稳定偏角和起控时间的迭代插值计算方法，同时提出了利用变步长进行插值计算的方法，利用该方法可以在较少插值计算之后，将控制舵稳定偏角控制在较高的精度范围之内；同时，根据控制舵片和弹丸在飞行过程中所受到的各种气动力和力矩，建立了弹丸在受控状态下的六自由度刚体外弹道模型；利用c++ builder软件编写相应的控制程序，对不同起控条件下控制系统对弹丸各向的控制能力及控制精度进行了仿真计算和分析，验证了控制算法的合理性；以上研究结果可为基于旋转舵的二维弹道控制系统的设计和控制策略研究提供一定的参考。 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 灵巧弹药研究的国内外现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 弹道修正弹药控制方法研究现状
        1.3.1 脉冲发动机控制弹道修正技术
        1.3.2 舵机控制弹道修正技术
    1.4 本文的主要工作
第二章 旋转舵控制系统总体方案
    2.1 旋转舵弹道控制系统
        2.1.1 控制系统模块组成
        2.1.2 系统作用过程
    2.2 旋转舵控制系统结构
        2.2.1 修正装置基本结构及连接方式
        2.2.2 修正装置作用原理
    2.3 本章小结
第三章 弹丸飞行控制策略研究
    3.1 弹丸控制策略
        3.1.1 弹丸起控点的选择
        3.1.2 弹丸稳定控制偏角以及起控时间的确定
        3.1.3 弹丸控制偏角的优化方案
    3.2 修正装置控制参量计算方法
        3.2.1 作用于头部的力矩
        3.2.2 可控扭矩系统调节电阻计算公式推导
    3.3 本章小结
第四章 带旋转舵弹丸受控飞行动力学模型
    4.1 速度坐标系与弹轴坐标系
    4.2 弹丸无控飞行时受到的力和力矩
        4.2.1 飞行过程中作用于弹丸的力
        4.2.2 飞行过程中作用于弹丸的力矩
    4.3 控制舵作用在弹丸上的力和力矩
        4.3.1 控制舵作用于弹体的力
        4.3.2 控制舵作用于弹体的力矩
    4.4 弹丸有控飞行动力学模型
        4.4.1 质心运动方程和角运动方程
        4.4.2 弹丸有控弹道方程
    4.5 本章小结
第五章 控制能力及精度仿真分析
    5.1 弹道解算方法
    5.2 弹道控制能力仿真及分析
        5.2.1 无控状态下弹丸的弹道仿真
        5.2.2 弹丸纵向修正能力仿真及分析
        5.2.3 弹丸横向控制能力
    5.3 控制能力精度计算
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]可控滚转舵系统滚转控制研究[J]. 程建伟,于志远,姚晓先,梁作宝.  北京理工大学学报. 2010(06)
[2]旋转弹弹道修正引信修正能力仿真研究[J]. 李虎全,李世义,罗会浦,肖洪兵,王琴,郑倩.  系统仿真学报. 2009(09)
[3]基于脉冲控制的末段弹道修正弹点火相位优化研究[J]. 曹营军,杨树兴,李杏军.  兵工学报. 2008(08)
[4]制导炮弹技术现状与发展方向[J]. 牟宇,程振轩,王江.  飞航导弹. 2008(07)
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[6]带鸭舵滑翔增程炮弹飞行弹道研究[J]. 易文俊,王中原,李岩,周卫平.  弹箭与制导学报. 2007(01)
[7]末制导炮弹发展趋势及其研究方向[J]. 卜奎晨,刘莉.  系统工程与电子技术. 2006(11)
[8]国外引信技术发展趋势分析与加速发展我国引信技术的必要性[J]. 施坤林,黄峥,马宝华,张龙山,谭惠民,崔占忠.  探测与控制学报. 2005(03)
[9]末制导炮弹的研制现状及发展趋势[J]. 舒金龙,陈良瑜,朱振福.  系统工程与电子技术. 2003(04)
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博士论文
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[2]脉冲发动机提供控制力的火箭弹弹道修正理论及技术研究[D]. 赵捍东.南京理工大学 2008
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硕士论文
[1]低旋弹药姿态算法及末段弹道控制策略研究[D]. 苑大威.中北大学 2011
[2]二维弹道修正弹的弹道特性研究[D]. 于涛.南京理工大学 2010
[3]二维弹道修正弹的气动特性研究[D]. 许安勇.南京理工大学 2010
[4]一维弹道修正弹修正机构设计和修正规律研究[D]. 尚勇.南京理工大学 2007
[5]二维弹道修正装置设计[D]. 周中华.南京理工大学 2006
[6]脉冲式弹道修正弹的修正方法研究[D]. 王涛.南京理工大学 2005
[7]末制导炮弹控制系统总体设计与仿真[D]. 陈光跃.南京理工大学 2005
[8]弹道修正弹鸭舵修正方法研究[D]. 孙新.南京理工大学 2005



本文编号：3439803