直/气复合导弹控制与制导方法研究

发布时间：2022-01-04 05:47

　　随着空袭战术弹道导弹向着高速和高机动性发展，对拦截弹的敏捷性、命中精度提出了更高的要求。由于高空作战环境下导弹气动效率严重不足，气动力极易出现饱和，无法满足较快跟踪过载的需要。为了改善高空飞行状态下导弹的控制性能，考虑引入侧向推力辅助气动力对导弹进行控制。本文以大气层内高空拦截导弹为研究背景，通过对轨控式直/气复合导弹特点的分析，研究了直/气复合控制与制导策略。首先，针对导弹的气动布局进行描述，讨论了使用侧向推力带来的问题及简化数学模型，建立了包含直接力的导弹动力学、运动学模型，同时给出了三维弹目相对运动数学关系式，并在一定假设条件下对所建立的模型进行了适当简化。其次，简要介绍了自抗扰控制器的基本原理，根据状态响应速度给出了三环姿态控制策略，并简要总结概括了控制器参数的整定过程，通过仿真详尽分析了所设计气动控制系统的整体性能。再次，介绍了自抗扰制导律，以此引出利用自抗扰控制器中扩张状态观测器实现目标加速度估计的方法，讨论了考虑目标加速度机动的预测脱靶量计算方法，结合直接力点火时机、点火逻辑设计了一套基于预测脱靶量修正的直/气复合制导策略。最后，以某直/气复合导弹为设计背景，建立了数字仿... 

【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】：70 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 国内外研究现状概况
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 导弹复合控制的数学模型
    2.1 引言
    2.2 导弹外形和侧喷脉冲发动机配置
        2.2.1 气动布局描述
        2.2.2 侧喷发动机的选用及布局
    2.3 直接侧向力的描述
        2.3.1 喷流干扰效应
        2.3.2 侧喷脉冲发动机推力的数学模型
        2.3.3 侧喷发动机推力的安装误差
    2.4 直/气复合系统数学模型的建立
        2.4.1 坐标系定义及其相互转化
        2.4.2 直/气复合导弹数学模型
        2.4.3 导弹数学模型的简化
    2.5 本章小结
第3章 直/气复合系统控制器设计
    3.1 引言
    3.2 自抗扰控制器结构
        3.2.1 非线性扩张状态观测器
        3.2.2 非线性误差反馈
    3.3 控制模型描述及时间尺度分析
        3.3.1 控制模型描述
        3.3.2 时间尺度分析
    3.4 姿态控制策略
        3.4.1 内环控制策略
        3.4.2 中环控制策略
        3.4.3 外环控制策略
    3.5 仿真分析
        3.5.1 控制参数整定
        3.5.2 控制系统性能仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 直/气复合系统制导律设计
    4.1 引言
    4.2 自抗扰制导律
        4.2.1 自抗扰制导律原理
        4.2.2 仿真分析
    4.3 加速度补偿的零效脱靶量制导律
        4.3.1 剩余飞行时间
        4.3.2 非零效脱靶量
    4.4 直接力点火策略
        4.4.1 点火时机
        4.4.2 点火逻辑
        4.4.3 直接力气动力复合控制策略
        4.4.4 直接力气动力复合制导策略
    4.5 本章小结
第5章 直/气复合系统控制制导仿真分析
    5.1 引言
    5.2 导弹参数
        5.2.1 基本参数
        5.2.2 气动参数
    5.3 喷流干扰效应和安装误差的作用效果
        5.3.1 喷流干扰效应的考虑
        5.3.2 安装误差的影响
    5.4 仿真平台搭建
    5.5 直/气复合控制系统仿真分析
    5.6 直/气复合制导控制系统仿真分析
        5.6.1 比例导引纯气动力控制
        5.6.2 比例导引直/气复合控制
        5.6.3 直接力修正脱靶量导引
        5.6.4 直/气复合修正脱靶量导引
        5.6.5 点火次数的作用效果
        5.6.6 弹目相对距离噪声和误差的作用效果
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3567782