超声速巡航导弹速度控制系统设计

发布时间：2024-03-04 05:11

　　为解决超声速巡航导弹速度控制系统存在的参数时变、不确定干扰问题,设计了一种反演鲁棒控制律。在巡航导弹的动力学模型中考虑固体冲压发动机的工作特性,分析并建立了超声速巡航导弹速度控制系统数学模型;采用反演算法推导了虚拟期望推力值,并基于Lyapunov理论设计了具有鲁棒性能的速度控制律。以某超声速巡航导弹为例,设计反演鲁棒控制律,并与传统PID控制进行对比分析,仿真结果表明,速度控制系统能够快速、准确地跟踪速度指令且具有较强的鲁棒性。

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【部分图文】：

图1固体冲压发动机结构示意图

如图1所示,超声速巡航导弹的固体冲压发生器相当于一个固体火箭发动机,但又有别于固体火箭发动机。发动机工作过程中,由燃气发生器产生高温高速的燃气射流喷入冲压补燃室与冲压空气进行掺混增压,燃气从尾喷管喷出产生推力[17]。因此,为满足超声速巡航导弹的推力需求和实际的飞行条件,需要调节....

图2超声速巡航导弹受力示意图

超声速巡航导弹飞行速度除受推力Fp影响外,还受阻力Fx和重力G的影响,如图2所示,图中,v为超声速巡航导弹的飞行速度,α为攻角,θ为弹道倾角。根据导弹的动力学关系[20],在不考虑导弹的侧向及滚转通道的情况下,导弹的纵向动力学方程为

图3标称模型下的速度响应曲线

图3给出了标称模型条件下反演鲁棒控制器和PID控制器响应速度指令的曲线,图4给出了速度跟踪误差曲线,图5给出了燃气发生器自由容积变化曲线。从图中可以看出,随着时间增加,燃气发生器自由容积不断增大,速度控制系统模型参数将逐渐偏离初始时刻。PID控制系统存在明显相位滞后且由于参数变化....

图4标称模型下的速度误差曲线

图3标称模型下的速度响应曲线图5标称模型下的自由容积变化曲线

本文编号：3918952