基于脉冲发动机的旋转火箭弹简易控制系统研究

发布时间：2023-12-24 19:02

　　火箭弹在飞行过程中容易受到各种扰动,偏离预定飞行轨迹,造成很大的散布误差。如何减小火箭弹散布误差一直是设计中最主要考虑的问题之一,目前通常采用精确制导技术对火箭弹进行改造,通过设计简易控制系统对弹道进行修正来减少误差。简易控制系统设计主要涉及到火箭弹的运动数学模型建立、脉冲发动机控制和惯性测量元件的选择等问题。围绕上述问题,文中重点分析了火箭弹的运动规律以及脉冲发动机控制方法并进行了仿真。文中在建立旋转火箭弹的运动数学模型的基础上,对火箭弹理论弹道进行了仿真研究,详细分析了旋转火箭弹的弹道特性以及姿态运动参数变化规律。通过对火箭弹速度、轴向加速度和自旋角速率的变化趋势分析,可以为脉冲发动机控制和惯性测量元件的选取提供参考。在此基础上,对简易控制系统方案进行了设计,介绍了简易控制系统的工作原理。简易控制系统主要元件是微惯性测量单元(MIMU,Micro Inertial Measurement Unit)和脉冲发动机(Pulse Jet)。文中描述了微惯性测量单元组成和脉冲发动机的工作原理,对微惯性测量单元和脉冲发动机的一些性能指标进行了简单分析,阐述了力控制方式和力矩控制两种控制方式,...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第2章 火箭弹运动数学模型
    2.1 火箭弹飞行动力学基本方程
    2.2 火箭弹飞行运动中常用坐标系及其变换
        2.2.1 常用坐标系定义
        2.2.2 常用坐标系之间变换关系式
    2.3 作用在火箭弹上的力和力矩
    2.4 火箭弹运动数学模型
        2.4.1 火箭弹质心运动的动力学方程
        2.4.2 火箭弹质心运动的运动学方程
    2.5 本章小结
第3章 火箭弹理论弹道特性分析与仿真
    3.1 火箭弹弹道仿真平台
    3.2 火箭弹理论弹道仿真结果与分析
        3.2.1 火箭弹主要参数和初始条件
        3.2.2 理论弹道数据结果分析
    3.3 本章小结
第4章 旋转火箭弹简易控制系统方案设计
    4.1 简易控制系统方案
    4.2 简易控制系统元件
        4.2.1 微惯性测量单元(MIMU)
        4.2.2 脉冲发动机
    4.3 控制方式
    4.4 控制指令
    4.5 有控火箭弹运动数学模型
        4.5.1 控制力和控制力矩
        4.5.2 动力学方程
    4.6 力控制方式与力矩控制方式比较
        4.6.1 力控制方式对火箭弹弹道的影响
        4.6.2 力矩控制方式对火箭弹弹道的影响
        4.6.3 力控制方式与力矩控制方式比较
    4.7 本章小结
第5章 旋转火箭弹简易控制系统仿真
    5.1 力矩控制方式下不同条件对火箭弹弹道参数的影响
        5.1.1 脉冲发动机安装位置不同
        5.1.2 脉冲发动机工作时间不同
        5.1.3 火箭弹自旋速率不同
        5.1.4 脉冲发动机点火间隔时间不同
    5.2 简易控制系统仿真验证
        5.2.1 有发射偏角条件下的简易控制系统仿真
        5.2.2 侧向风条件下的简易控制系统仿真
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3875122