基于滑模变结构控制的弹道导弹姿态控制研究

发布时间：2021-11-15 16:19

　　弹道导弹在现代战争中正发挥着不可替代的作用,是军队重要的军事武器。自弹道导弹诞生以来,各个国家都在致力于弹道导弹的研究,以提高其战术技术性能。本课题研究对象为弹道导弹飞行姿态控制系统,是非线性、时变、强耦合系统。导弹在全程飞行中,其参数变化很大,且存在随机干扰和系统未建模等动态特性。滑模变结构控制由于其具有优越的鲁棒性,经过了几十年的发展,它已经具有完备的理论基础,同时也广泛应用于各项工程领域。滑模变结构控制的设计包含两个方面:一是滑模面的设计需要保证系统状态在滑模面上可以滑动到期望点,二是要保证控制律的设计能够使得系统状态可以被吸引到滑模面上。本文基于滑模变结构控制技术对弹道导弹的姿态控制问题进行研究。主要研究工作如下:首先,在深入分析弹道导弹姿态运动的基础上,将复杂的导弹姿态运动方程分解成三个简单的子系统,即俯仰通道子系统、偏航通道子系统和滚转通道子系统,针对三个子系统分别设计滑模变结构控制器,然后,将设计的控制器进行控制仿真,仿真结果验证了滑模变结构控制算法的有效性。其次,为解决导弹姿态控制中的全局鲁棒性问题,针对三个子系统分别进行全程滑模控制器设计,将所设计的控制器进行仿真,并... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．３俯仰角＞９响应曲线??Ｆｉｇ．?２．３?Ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｐｉｔｃｈ?ａｎｇｌｅ?＜９??

图２．４俯仰通道子系统滑模响应曲线??Ｆｉｇ．?２．４?Ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｐｉｔｃｈ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ?ｓｌｉｄｉｎｇ?ｍｏｄｅ??

?第２章导弹模型分析与滑模控制设计??由仿真结果可以看出，图２．３反应出俯仰角在７秒左右跟踪到理想的给定角度并保??持跟踪效果，图２．４反应出系统在４秒左右达到滑模面获得良好的鲁棒性。两张图共同??验证了所设计的俯仰通道滑模控制器的有效性，但同时也明显暴露出两个问题，…是俯??仰角的跟踪响应速度过慢，无法满足实时跟踪的需求；二是滑模趋近过程过长，系统在??趋近过程中无法获得滑模控制的鲁棒性。??偏航通道的姿态角进行跟踪控制仿真??被控对象取（２．３１）式，采用控制器（２．３４）式，设偏航角跟踪－？个给定的理想角度??％＝８°，将俯仰角调整到１５°，滚动角／调整到零，对象的初始状态为??［ｘｕ＝［５?〇．３］，取６?＝?０．５０，?５?＝?０．５０，转动惯量人＝３０（％””２。仿真结來如图２＿５??和２．６所示。??８．５?Ｉ?：―?：?－?ｒ－?１??—?—?

【参考文献】：
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本文编号：3497116