制导弹药BTT控制系统设计
发布时间：2023-01-04 19:06
随着高新技术在防空领域的应用和作战需求日益复杂化,大大促进了防区外投放的精确制导弹药的发展,中远程精确打击、定向攻击成为了当今战场的突出特点。BTT制导弹药以其气动效率高、可大范围机动、射程远等特点而备受关注,本文以某型滑翔导弹为背景,针对其BTT控制系统的设计问题进行了相关研究。首先,本文将BTT控制系统设计分成制导律和自驾仪两部分,依据弹上受力和力矩状态建立了BTT滑翔导弹的运动学模型和动力学模型,基于一定的假设条件对动力学模型进行了简化,并着重分析了各通道间的耦合关系,同时给出了控制指令的生成方法。然后,针对带终端约束的制导律设计问题,建立并简化了二维平面内导弹-目标的相对运动模型,给出了角度约束的数学描述形式,推导了两种带终端约束的制导律。鲁棒制导律:形式简单,制导信息易获取,在满足脱靶量要求和角约束的情况下对机动目标有很强的鲁棒性。有限时间收敛制导律:应用有限时间稳定理论证明了所设计制导律的稳定性和有限时间收敛性,该制导律能保证弹道末端提前成型,过载指令尽早收敛。其次,详细讨论了当前BTT自驾仪的三种协调转弯方法,并分析各自的优缺点。基于SISO设计方法对BTT自动驾驶仪的三...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国外BTT制导武器的相关研究和发展概况
1.3 相关技术介绍
1.3.1 BTT制导武器的特点及分类
1.3.2 BTT制导弹药制导律的发展状况
1.3.3 BTT制导弹药控制律的发展状况
1.4 本文研究的主要内容、组织结构
第2章 制导弹药BTT控制系统建模分析
2.1 引言
2.2 BTT控制系统的组成
2.3 坐标系建立及相互转换
2.3.1 坐标系的建立和角度定义
2.3.2 坐标系相互转换
2.4 弹体六自由度模型建立
2.4.1 弹体质心运动和绕质心转动的数学模型
2.4.2 模型的线性化
2.5 制导指令生成控制指令
2.6 本章小结
第3章 二维平面带终端角约束的制导律设计
3.1 引言
3.2 弹目相对运动模型的建立
3.3 末端角约束描述
3.4 带终端角约束的鲁棒制导律设计
3.4.1 问题描述
3.4.2 系统的L2增益指标
3.4.3 鲁棒制导律设计
3.4.4 数值仿真与结果分析
3.5 带终端约束的有限时间收敛制导律设计
3.5.1 有限时间收敛相关概念
3.5.2 有限时间收敛制导律设计
3.5.3 数学仿真与结果分析
3.6 本章小结
第4章 BTT协调控制系统的设计
4.1 引言
4.2 BTT协调转弯控制方法讨论
4.2.1 侧滑角反馈的协调转弯
4.2.2 偏航角速度不变的协调转弯
4.2.3 侧向过载反馈的协调转弯
4.3 BTT自动驾驶仪设计要求
4.4 三通道自动驾驶仪独立设计
4.4.1 俯仰通道
4.4.2 偏航通道
4.4.3 滚转通道
4.5 协调控制分析及设计
4.6 协调控制自动驾驶仪仿真验证
4.7 本章小结
第5章 补偿运动耦合的BTT三维制导律设计及六自由度仿真
5.1 引言
5.2 三维非线性制导问题矢量描述
5.3 BTT三维制导律设计
5.4 制导信息的获取
5.5 六自由度仿真及分析
5.6 本章小结
第6章 结论
6.1 本文已完成的主要内容和研究成果
6.2 需要进一步研究的内容
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]带末端攻击角约束连续有限时间稳定制导律[J]. 刁兆师,单家元. 宇航学报. 2014(10)
[2]考虑运动耦合的BTT导弹三维制导律设计[J]. 彭双春,孙未蒙,王楠,潘亮,沈林成. 航空学报. 2010(05)
[3]非线性三维自适应模糊变结构制导规律的研究[J]. 史小平,常莹莹. 宇航学报. 2009(06)
[4]战术导弹BTT控制技术发展综述[J]. 叶振信,傅维贤,王万军,李亚辉,王永骥. 航天控制. 2009(05)
[5]一种基于李群方法的新型三维制导律设计[J]. 韩大鹏,孙未蒙,郑志强,韦庆. 航空学报. 2009(03)
[6]巡飞导弹BTT自动驾驶仪设计及仿真[J]. 孙宝彩,祁载康,林德福,秦琰华. 弹箭与制导学报. 2007(05)
[7]一种多约束条件下的三维变结构制导律[J]. 孙未蒙,郑志强. 宇航学报. 2007(02)
[8]三维理想比例导引律的捕获区域分析[J]. 王婷,周军. 西北工业大学学报. 2007(01)
[9]BTT导弹的发展现状与趋势[J]. 张靖男,赵兴锋,郑志强. 飞航导弹. 2006(10)
[10]具有末端角约束的鲁棒制导律设计[J]. 林波,孟秀云,刘藻珍. 系统工程与电子技术. 2005(11)
博士论文
[1]空地制导武器多约束条件下的制导律设计[D]. 孙未蒙.国防科学技术大学 2008
本文编号：3727771
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国外BTT制导武器的相关研究和发展概况
1.3 相关技术介绍
1.3.1 BTT制导武器的特点及分类
1.3.2 BTT制导弹药制导律的发展状况
1.3.3 BTT制导弹药控制律的发展状况
1.4 本文研究的主要内容、组织结构
第2章 制导弹药BTT控制系统建模分析
2.1 引言
2.2 BTT控制系统的组成
2.3 坐标系建立及相互转换
2.3.1 坐标系的建立和角度定义
2.3.2 坐标系相互转换
2.4 弹体六自由度模型建立
2.4.1 弹体质心运动和绕质心转动的数学模型
2.4.2 模型的线性化
2.5 制导指令生成控制指令
2.6 本章小结
第3章 二维平面带终端角约束的制导律设计
3.1 引言
3.2 弹目相对运动模型的建立
3.3 末端角约束描述
3.4 带终端角约束的鲁棒制导律设计
3.4.1 问题描述
3.4.2 系统的L2增益指标
3.4.3 鲁棒制导律设计
3.4.4 数值仿真与结果分析
3.5 带终端约束的有限时间收敛制导律设计
3.5.1 有限时间收敛相关概念
3.5.2 有限时间收敛制导律设计
3.5.3 数学仿真与结果分析
3.6 本章小结
第4章 BTT协调控制系统的设计
4.1 引言
4.2 BTT协调转弯控制方法讨论
4.2.1 侧滑角反馈的协调转弯
4.2.2 偏航角速度不变的协调转弯
4.2.3 侧向过载反馈的协调转弯
4.3 BTT自动驾驶仪设计要求
4.4 三通道自动驾驶仪独立设计
4.4.1 俯仰通道
4.4.2 偏航通道
4.4.3 滚转通道
4.5 协调控制分析及设计
4.6 协调控制自动驾驶仪仿真验证
4.7 本章小结
第5章 补偿运动耦合的BTT三维制导律设计及六自由度仿真
5.1 引言
5.2 三维非线性制导问题矢量描述
5.3 BTT三维制导律设计
5.4 制导信息的获取
5.5 六自由度仿真及分析
5.6 本章小结
第6章 结论
6.1 本文已完成的主要内容和研究成果
6.2 需要进一步研究的内容
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]带末端攻击角约束连续有限时间稳定制导律[J]. 刁兆师,单家元. 宇航学报. 2014(10)
[2]考虑运动耦合的BTT导弹三维制导律设计[J]. 彭双春,孙未蒙,王楠,潘亮,沈林成. 航空学报. 2010(05)
[3]非线性三维自适应模糊变结构制导规律的研究[J]. 史小平,常莹莹. 宇航学报. 2009(06)
[4]战术导弹BTT控制技术发展综述[J]. 叶振信,傅维贤,王万军,李亚辉,王永骥. 航天控制. 2009(05)
[5]一种基于李群方法的新型三维制导律设计[J]. 韩大鹏,孙未蒙,郑志强,韦庆. 航空学报. 2009(03)
[6]巡飞导弹BTT自动驾驶仪设计及仿真[J]. 孙宝彩,祁载康,林德福,秦琰华. 弹箭与制导学报. 2007(05)
[7]一种多约束条件下的三维变结构制导律[J]. 孙未蒙,郑志强. 宇航学报. 2007(02)
[8]三维理想比例导引律的捕获区域分析[J]. 王婷,周军. 西北工业大学学报. 2007(01)
[9]BTT导弹的发展现状与趋势[J]. 张靖男,赵兴锋,郑志强. 飞航导弹. 2006(10)
[10]具有末端角约束的鲁棒制导律设计[J]. 林波,孟秀云,刘藻珍. 系统工程与电子技术. 2005(11)
博士论文
[1]空地制导武器多约束条件下的制导律设计[D]. 孙未蒙.国防科学技术大学 2008
本文编号：3727771
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