低速投放制导炸弹制导控制系统研究

发布时间：2022-02-21 02:47

　　本课题以某型号航空制导炸弹为研究对象,提出了制导控制系统的研究方案,对航弹制导控制系统的关键技术进行了研究和分析。分析航弹的受力和力矩,建立航弹的动力学和运动学模型,列出坐标系之间的转换关系,处理气动数据,建立弹体俯仰通道和滚转通道的独立模型,建立大气密度模型和音速模型。根据方案舵机模型进行简化处理,得到舵机简化模型并仿真分析。对未校正弹体进行仿真分析,根据航弹的各项指标要求,研究了俯仰通道和滚转通道的自动驾驶仪,其中,俯仰通道依据PID控制法和自适应控制法进行了仿真和分析,滚转通道依据PID控制法和变结构控制法进行了仿真和分析。针对航弹的特点,将弹道分成几段,中制导段采取常值弹道倾角下滑方案,并进行了仿真和分析;末制导段分别采用过重力补偿比例制导律、偏置比例制导律以及变结构制导律进行仿真和分析,选取变结构制导律作为末制导段方案;交接段研究了弹道交接规律,并进行了仿真和分析。编写了六自由度弹道仿真程序,模拟实物目标做了仿真试验。对航弹俯仰、偏航和滚转通道同时进行运动,试验结果表明所提出的制导控制系统方案满足航弹对于落点精度、落角约束和稳定性等各项指标的要求,从而验证了方案的合理性。 

【文章来源】：北京理工大学北京市211工程院校985工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外发展历程及发展趋势
        1.2.1 航空制导炸弹发展历程
        1.2.2 航空制导炸弹发展趋势
    1.3 本文的研究内容及章节安排
第2章 弹体数学模型的研究
    2.1 常用坐标系定义及转换
        2.1.1 常用坐标系定义
        2.1.2 坐标系间的关系及转换
    2.2 制导炸弹的数学模型
        2.2.1 制导炸弹运动方程组
        2.2.2 大气密度模型
        2.2.3 音速模型
    2.3 本章小结
第3章 舵机模型的研究
    3.1 引言
    3.2 气动舵机研究
        3.2.1 指标要求
        3.2.2 系统组成
        3.2.3 工作原理
        3.2.4 模型仿真
    3.3 本章小结
第4章 弹体动态特性的研究
    4.1 引言
    4.2 方法概述
    4.3 模型仿真
        4.3.1 选取特征点
        4.3.2 建立模型
        4.3.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 自动驾驶仪的研究
    5.1 引言
    5.2 自动驾驶仪概述
        5.2.1 自动驾驶仪的性能要求
        5.2.2 自动驾驶仪的研究方法综述
    5.3 俯仰通道自动驾驶仪的研究
        5.3.1 基于PID控制的过载自动驾驶仪研究
        5.3.2 基于自适应控制的过载自动驾驶仪研究
    5.4 滚转通道自动驾驶仪的研究
        5.4.1 基于PID控制的滚转通道自动驾驶仪研究
        5.4.2 基于变结构控制理论的滚转通道自动驾驶仪研究
    5.5 本章小结
第6章 制导回路的研究
    6.1 引言
    6.2 弹目相对运动方程组
    6.3 制导回路的性能要求
    6.4 中制导方案的研究
        6.4.1 方案制导律的介绍
        6.4.2 方案制导律的仿真
    6.5 末制导方案的研究
        6.5.1 过重力补偿比例制导律的研究
        6.5.2 偏置比例制导律的研究
        6.5.3 变结构制导律的研究
    6.6 弹道交接规律的研究
    6.7 本章小结
第7章 弹道仿真与研究
    7.1 引言
    7.2 俯仰通道飞行弹道仿真
    7.3 六自由度飞行弹道仿真
    7.4 本章小结
结论
    1.工作总结
    2.工作展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]带落角约束滑模变结构制导律研究[J]. 李鹏程,杨锁昌,李宝晨,岳智革.  现代防御技术. 2015(04)
[2]一种基于落角约束的偏置比例导引律[J]. 高峰,唐胜景,师娇,郭杰.  北京理工大学学报. 2014(03)
[3]国外直升机载空空导弹发展综述[J]. 刘颖,文琳,张迁.  飞航导弹. 2012(10)
[4]带落角约束的滑模变结构制导律研究[J]. 张亚松,任宏光,吴震,吴彤薇.  电光与控制. 2012(01)
[5]导弹自动驾驶仪设计方法综述[J]. 崔世海,吴振雨,张晓东,娄术根.  飞航导弹. 2009(09)
[6]两回路自动驾驶仪设计与分析[J]. 范军芳,林德福,祁载康,张宏.  系统工程与电子技术. 2008(12)
[7]制导炸弹弹体动力学特性分析研究[J]. 张靖男,李治斌,郑志强.  弹箭与制导学报. 2008(01)
[8]导弹分类法的发展与创新[J]. 关世义.  飞航导弹. 2007(09)
[9]战火中诞生的机载精确制导弹药——制导航空炸弹[J]. 荣祥胜,朱保魁.  飞航导弹. 2007(05)
[10]战术导弹现代自动驾驶仪设计方法综述[J]. 刘智平,周凤岐,周军.  航天控制. 2006(05)



本文编号：3636340