变结构控制算法研究及其在导弹控制系统中的应用
发布时间：2024-02-04 16:38
现代战场环境越来越恶劣，对导弹突防能力和打击效果要求越来越高，也就是要求导弹具有良好的机动作战性能，那么导弹需要以大攻角飞行，这使得传统的用于导弹控制系统设计的小扰动线性化基本假设不再成立。同时，为了充分利用导弹的机动过载能力，也经常在导弹上采用倾斜转弯（Bank-to-Turn, BTT）控制技术，这使得导弹的侧向运动和纵向运动存在强烈的交叉耦合作用。在设计导弹制导系统时，即使将弹体当作质点处理，导弹与目标的相对运动模型也是强非线性的。综上，未来的导弹系统是一个变量间耦合严重、强非线性、干扰严重及快时变的复杂系统，所以传统的导弹制导与控制系统设计基础（小扰动线性化假设和系数冻结基本假设）将不再成立[1]。 滑模变结构控制（Sliding Mode Control, SMC）以其独特的优点，如具有算法简单，不要求被控对象具有精确的数学模型，当系统参数摄动和外界干扰符合完全匹配条件时，控制系统对它们具有不变性等优点，所以非常适合导弹制导与控制系统设计。但是由于经典滑模变结构控制系统中存在“抖振”现象造成了在应用它进行导弹制导与控制系统综合时会遇到巨大困难。为消除经典滑模变结构控制系统中的...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景、目的和意义
1.2 变结构控制算法
1.2.1 变结构控制算法的产生
1.2.2 变结构控制算法的发展
1.2.3 滑模变结构控制理论的研究现状
1.3 导弹制导与控制系统简介
1.3.1 滑模变结构控制理论在导弹制导与控制系统中的应用现状
1.4 论文的主要工作及章节安排
第2章 滑模变结构控制的基本原理
2.1 滑模变结构控制系统的基本概念
2.2 滑模变结构控制系统的基本性质
2.2.1 滑模的存在条件
2.2.2 到达条件
2.2.3 变结构控制系统的不变性及鲁棒性
2.3 滑动变结构控制系统的设计方法
2.3.1 滑模面的设计
2.3.2 变结构控制器的设计
2.4 滑模变结构控制系统的稳定性分析
2.5 滑模变结构控制系统的抖振现象
2.5.1 抖振产生的原因
2.5.2 抖振的削弱问题
2.6 仿真研究
2.6.1 经典滑模变结构控制算法仿真研究
2.6.2 近似滑模变结构控制算法仿真研究
2.7 本章小结
第3章 高阶滑模变结构控制系统
3.1 高阶滑模变结构控制系统的基本概念
3.1.1 高阶滑模
3.1.2 李导数和相对阶
3.1.3 高阶滑模变结构控制系统
3.2 典型的二阶滑模变结构控制算法
3.2.1 算法原理
3.2.2 仿真研究
3.3 拟高阶滑模控制算法
3.3.1 基础知识
3.3.2 问题描述
3.3.3 主要结果
3.3.4 仿真研究
3.3.5 结论
3.4 本章小结
第4章 基于滑模到达条件的二阶滑模变结构控制
4.1 问题描述
4.2 二阶滑模变结构控制系统的滑模到达条件
4.3 控制律设计
4.4 自由顺序递阶控制
4.5 滑动模态的选取
4.5.1 一般终端滑模
4.5.2 快速终端滑模
4.5.3 非奇异终端滑模
4.5.4 积分滑模
4.6 仿真研究
4.6.1 基于线性滑模的二阶滑模变结构控制算法仿真
4.6.2 基于积分滑模的二阶滑模变结构控制算法仿真
4.7 本章小结
第5章 基于二阶滑模变结构控制的导弹制导与控制系统设计
5.1 寻的导弹的导引律
5.1.1 寻的导弹制导问题的数学模型
5.1.2 基于二阶滑模变结构控制的寻的导弹导引律
5.1.3 滑模变结构制导律的鲁棒性
5.1.4 仿真研究
5.2 战术导弹的姿态控制
5.2.1 战术导弹的三通道运动姿态数学模型
5.2.2 战术导弹三通道运动的分解数学模型
5.2.3 战术导弹三通道运动的跟踪控制
5.2.4 仿真研究
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科研成果
致谢
本文编号：3895527
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景、目的和意义
1.2 变结构控制算法
1.2.1 变结构控制算法的产生
1.2.2 变结构控制算法的发展
1.2.3 滑模变结构控制理论的研究现状
1.3 导弹制导与控制系统简介
1.3.1 滑模变结构控制理论在导弹制导与控制系统中的应用现状
1.4 论文的主要工作及章节安排
第2章 滑模变结构控制的基本原理
2.1 滑模变结构控制系统的基本概念
2.2 滑模变结构控制系统的基本性质
2.2.1 滑模的存在条件
2.2.2 到达条件
2.2.3 变结构控制系统的不变性及鲁棒性
2.3 滑动变结构控制系统的设计方法
2.3.1 滑模面的设计
2.3.2 变结构控制器的设计
2.4 滑模变结构控制系统的稳定性分析
2.5 滑模变结构控制系统的抖振现象
2.5.1 抖振产生的原因
2.5.2 抖振的削弱问题
2.6 仿真研究
2.6.1 经典滑模变结构控制算法仿真研究
2.6.2 近似滑模变结构控制算法仿真研究
2.7 本章小结
第3章 高阶滑模变结构控制系统
3.1 高阶滑模变结构控制系统的基本概念
3.1.1 高阶滑模
3.1.2 李导数和相对阶
3.1.3 高阶滑模变结构控制系统
3.2 典型的二阶滑模变结构控制算法
3.2.1 算法原理
3.2.2 仿真研究
3.3 拟高阶滑模控制算法
3.3.1 基础知识
3.3.2 问题描述
3.3.3 主要结果
3.3.4 仿真研究
3.3.5 结论
3.4 本章小结
第4章 基于滑模到达条件的二阶滑模变结构控制
4.1 问题描述
4.2 二阶滑模变结构控制系统的滑模到达条件
4.3 控制律设计
4.4 自由顺序递阶控制
4.5 滑动模态的选取
4.5.1 一般终端滑模
4.5.2 快速终端滑模
4.5.3 非奇异终端滑模
4.5.4 积分滑模
4.6 仿真研究
4.6.1 基于线性滑模的二阶滑模变结构控制算法仿真
4.6.2 基于积分滑模的二阶滑模变结构控制算法仿真
4.7 本章小结
第5章 基于二阶滑模变结构控制的导弹制导与控制系统设计
5.1 寻的导弹的导引律
5.1.1 寻的导弹制导问题的数学模型
5.1.2 基于二阶滑模变结构控制的寻的导弹导引律
5.1.3 滑模变结构制导律的鲁棒性
5.1.4 仿真研究
5.2 战术导弹的姿态控制
5.2.1 战术导弹的三通道运动姿态数学模型
5.2.2 战术导弹三通道运动的分解数学模型
5.2.3 战术导弹三通道运动的跟踪控制
5.2.4 仿真研究
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科研成果
致谢
本文编号：3895527
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3895527.html
