十字型鸭翼布局旋转弹控制研究

发布时间：2021-10-26 06:57

　　火箭弹是一种成本较低、结构简单的非制导弹药，可用于攻击军事工事、坦克、装甲车等静止或活动目标。火箭弹多采用旋转弹体方案，可以减小火箭发动机推力偏心、气动不对称、质量偏心等对弹道散布的影响，旋转产生的陀螺效应也可以稳定弹体飞行。通过旋转，火箭弹可以用一对鸭翼同时对纵、侧向运动进行操纵，即单通道控制。为提高控制精度和效率，可同时安装两对鸭翼实现双通道控制。但是，弹体旋转产生的耦合作用以及引起的其它效应，使得旋转导弹的飞行控制比非旋转导弹更为复杂。本文以十字型鸭翼布局的旋转火箭弹为研究对象，具体内容如下：首先，分析了十字鸭翼对火箭弹的周期平均控制力及其控制原理，研究了控制信号的形成和作用方式。通过旋转弹所受力和力矩分析，建立了旋转弹的外弹道数学模型，采用小扰动线性化得到了时变线性模型和传递函数。其次，根据飞行条件和指标要求，设计了鸭翼舵面形状及尺寸，根据铰链力矩和功率需求选择相应的电机，并对舵机系统进行建模和仿真，分析了线性电动舵机饱和特性对控制性能的影响。然后，分析了旋转弹耦合特性和耦合因素，设计了前置反馈补偿解耦控制律，对旋转弹存在的运动耦合、控制耦合进行了解耦，仿真实验表明，该控制器实... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

采用鸭舵控制的二维修正式引信目前世界各国开展的二维弹道修正研究中比较突出的是以色列，其飞机工业公司设计的紧

旋转一周内水平舵面换向

“剪刀式”鸭舵结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]模糊PID算法的火箭弹舵机控制方法研究[J]. 岳明凯,李志霞,王欣.  沈阳理工大学学报. 2012(03)
[2]弹道修正弹药现状及关键技术[J]. 余勃彪,严平.  四川兵工学报. 2011(04)
[3]滚转弹道导弹运动规律与控制研究综述[J]. 郑新,傅维贤,赵民.  航天控制. 2011(01)
[4]十字舵型二维弹道修正引信的修正[J]. 吴炎烜,范宁军,王正杰,安雪冬.  弹箭与制导学报. 2007(05)
[5]双通道控制旋转导弹自动驾驶仪回路的数学变换及其耦合性分析[J]. 陈罗婧,刘莉,于剑桥.  北京理工大学学报. 2007(10)
[6]低速滚转弹道导弹运动模型及变结构姿态控制系统设计[J]. 王志,周军,周凤岐.  兵工学报. 2007(07)
[7]便携式防空导弹舵面偏转运动对比研究[J]. 高庆丰,陈罗婧.  现代防御技术. 2007(03)
[8]自旋弹道导弹动力学与控制[J]. 袁天保,刘新建,秦子增.  宇航学报. 2006(02)
[9]某型导弹两通道间交叉耦合的解耦控制[J]. 夏伟鹏,柳世考.  弹箭与制导学报. 2006(01)
[10]滚转导弹耦合性分析[J]. 张鸣,祝学军,陈海东.  导弹与航天运载技术. 2005(04)

博士论文
[1]弹道导弹滚动飞行动力学与控制研究[D]. 袁天保.国防科学技术大学 2005

硕士论文
[1]鸭式制导火箭弹的稳定性与操纵性气动设计[D]. 吴军飞.南京理工大学 2009
[2]弹炮一体化旋转导弹控制系统设计与仿真研究[D]. 蒋忠明.西北工业大学 2005
[3]滚转导弹喷流直接力与气动力复合控制研究[D]. 沙建科.西北工业大学 2004
[4]弹道修正弹舵机的结构设计和控制[D]. 王俊全.南京理工大学 2004
[5]旋转导弹的自适应控制方法研究[D]. 吕俊巧.西北工业大学 2001



本文编号：3459056