轨控式导弹的直接力/气动力复合控制研究
发布时间：2021-04-30 11:03
近些年来,具有高机动能力的高超声速飞行器得到了迅猛发展,这对原有的防空导弹拦截体系提出了新的挑战。而传统的纯气动力控制导弹已很难满足战场日新月异的要求,所以具备侧向直接力的复合控制导弹应运而生。本文以轨控式复合控制导弹为研究对象,针对复合控制导弹所存在的问题进行研究,主要研究内容包括导弹的姿态控制方法以及轨控直接力、气动力指令分配方法,具有一定的理论意义和实际价值。研究内容包含以下几个方面:首先,根据复合控制导弹的动力学和运动学方程以及导弹目标相对运动方程等建模,并且根据研究需要进行模型化简,得到姿态控制模型,为后续姿态控制律的设计奠定基础。其次,采用自抗扰控制方法设计姿态控制律。为减少外界扰动和模型不确定性对系统稳定性的影响,引入自抗扰控制方法,使用扩张状态观测器对系统扰动和不确定性进行估计和补偿,并设计了姿态控制律;进一步针对ADRC控制方法中ESO收敛速度较慢的问题,改进扩张状态观测器为收敛速度更快的滑模观测器,以此为基础,完成三通道姿态控制律的设计;仿真对比分析了两种姿态控制方法的性能优劣,验证了本文方法的优越性。再次,对过载指令分配算法开展研究。针对轨控式复合控制导弹,将弹目...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 复合控制系统姿态控制方法
1.2.2 直接力与气动力指令分配算法
1.3 本文主要研究内容及章节安排
第2章 复合控制导弹建模
2.1 引言
2.2 常用坐标系定义及转换关系
2.2.1 坐标系定义
2.2.2 坐标系间转换关系
2.3 复合控制导弹运动学和动力学模型
2.3.1 导弹绕质心转动动力学方程
2.3.2 导弹质心运动动力学方程
2.3.3 导弹绕质心转动运动学方程
2.3.4 导弹质心运动运动学方程
2.3.5 各角度关系方程
2.4 直接力特性及其干扰
2.4.1 侧向喷流发动机位置及直接力特性
2.4.2 侧向喷流干扰效应
2.4.3 推力偏心问题
2.5 复合控制系统模型简化
2.6 导弹目标相对运动模型
2.7 本章小结
第3章 复合控制导弹姿态控制设计
3.1 引言
3.2 自抗扰控制结构分析
3.2.1 扩张状态观测器
3.2.2 非线性微分跟踪器
3.2.3 非线性组合控制
3.3 基于ADRC的气动姿态控制设计
3.3.1 姿态控制设计
3.3.2 仿真结果与分析
3.4 基于高阶滑模观测器的ADRC结构设计
3.4.1 高阶滑模观测器相关理论
3.4.2 基于改进ADRC的姿态控制设计
3.4.3 仿真结果与分析
3.5 本章小结
第4章 直接力气动力指令分配算法设计
4.1 引言
4.2 基于模糊控制的指令分配算法设计
4.3 基于PSO的指令分配参数优化算法设计
4.4 仿真结果与分析
4.5 本章小结
第5章 复合控制导弹六自由度仿真
5.1 引言
5.2 仿真条件与相关参数
5.3 六自由度仿真与分析
5.3.1 蛇形机动目标仿真分析
5.3.2 过失速机动目标仿真分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨控式直/气复合控制导弹过载指令动态分配设计[J]. 孙兴龙,付主木,宋书中. 信息与控制. 2018(05)
[2]导弹复合控制系统的自适应控制器设计[J]. 刘凯,宋晓娜,刘跃敏,李东山. 火力与指挥控制. 2018(05)
[3]复合控制导弹反步滑模IGC自适应设计方法[J]. 夏川,董朝阳,王青,程昊宇. 系统工程与电子技术. 2018(10)
[4]基于鲁棒轨迹跟踪的直/气复合鲁棒控制设计[J]. 邵雷,张金鹏,曹有亮. 航空兵器. 2016(01)
[5]高空轨控式直接侧向力/气动力复合控制方法[J]. 贾倩,魏明英,郭大勇. 现代防御技术. 2015(06)
[6]基于遗传算法优化LQR复合控制导弹控制器设计[J]. 周小志,彭明焱,李友年. 计算机测量与控制. 2014(04)
[7]导弹的直接力与气动力复合控制分配算法研究[J]. 史震,马文桥,张玉芳. 计算机仿真. 2013(12)
[8]气动/推力矢量飞行器分阶段复合控制分配策略设计[J]. 高峰,唐胜景,郭杰,师娇. 系统工程与电子技术. 2013(06)
[9]基于状态依赖Riccati方程的复合控制导弹自动驾驶仪设计[J]. 李权,周荻. 系统工程与电子技术. 2012(07)
[10]敏捷导弹复合控制策略[J]. 刘皓,沈毅. 系统工程与电子技术. 2011(04)
博士论文
[1]基于ADRC的直接侧向力/气动力复合控制系统设计[D]. 王宇航.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]可调推力直接侧向力/气动力复合控制问题研究[D]. 赵昱宇.哈尔滨工业大学 2014
[2]大气层内拦截弹直接力/气动力复合控制研究[D]. 陈志豪.哈尔滨工程大学 2013
[3]导弹拦截末段制导律与复合控制研究[D]. 康凯.上海交通大学 2011
本文编号：3169409
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 复合控制系统姿态控制方法
1.2.2 直接力与气动力指令分配算法
1.3 本文主要研究内容及章节安排
第2章 复合控制导弹建模
2.1 引言
2.2 常用坐标系定义及转换关系
2.2.1 坐标系定义
2.2.2 坐标系间转换关系
2.3 复合控制导弹运动学和动力学模型
2.3.1 导弹绕质心转动动力学方程
2.3.2 导弹质心运动动力学方程
2.3.3 导弹绕质心转动运动学方程
2.3.4 导弹质心运动运动学方程
2.3.5 各角度关系方程
2.4 直接力特性及其干扰
2.4.1 侧向喷流发动机位置及直接力特性
2.4.2 侧向喷流干扰效应
2.4.3 推力偏心问题
2.5 复合控制系统模型简化
2.6 导弹目标相对运动模型
2.7 本章小结
第3章 复合控制导弹姿态控制设计
3.1 引言
3.2 自抗扰控制结构分析
3.2.1 扩张状态观测器
3.2.2 非线性微分跟踪器
3.2.3 非线性组合控制
3.3 基于ADRC的气动姿态控制设计
3.3.1 姿态控制设计
3.3.2 仿真结果与分析
3.4 基于高阶滑模观测器的ADRC结构设计
3.4.1 高阶滑模观测器相关理论
3.4.2 基于改进ADRC的姿态控制设计
3.4.3 仿真结果与分析
3.5 本章小结
第4章 直接力气动力指令分配算法设计
4.1 引言
4.2 基于模糊控制的指令分配算法设计
4.3 基于PSO的指令分配参数优化算法设计
4.4 仿真结果与分析
4.5 本章小结
第5章 复合控制导弹六自由度仿真
5.1 引言
5.2 仿真条件与相关参数
5.3 六自由度仿真与分析
5.3.1 蛇形机动目标仿真分析
5.3.2 过失速机动目标仿真分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨控式直/气复合控制导弹过载指令动态分配设计[J]. 孙兴龙,付主木,宋书中. 信息与控制. 2018(05)
[2]导弹复合控制系统的自适应控制器设计[J]. 刘凯,宋晓娜,刘跃敏,李东山. 火力与指挥控制. 2018(05)
[3]复合控制导弹反步滑模IGC自适应设计方法[J]. 夏川,董朝阳,王青,程昊宇. 系统工程与电子技术. 2018(10)
[4]基于鲁棒轨迹跟踪的直/气复合鲁棒控制设计[J]. 邵雷,张金鹏,曹有亮. 航空兵器. 2016(01)
[5]高空轨控式直接侧向力/气动力复合控制方法[J]. 贾倩,魏明英,郭大勇. 现代防御技术. 2015(06)
[6]基于遗传算法优化LQR复合控制导弹控制器设计[J]. 周小志,彭明焱,李友年. 计算机测量与控制. 2014(04)
[7]导弹的直接力与气动力复合控制分配算法研究[J]. 史震,马文桥,张玉芳. 计算机仿真. 2013(12)
[8]气动/推力矢量飞行器分阶段复合控制分配策略设计[J]. 高峰,唐胜景,郭杰,师娇. 系统工程与电子技术. 2013(06)
[9]基于状态依赖Riccati方程的复合控制导弹自动驾驶仪设计[J]. 李权,周荻. 系统工程与电子技术. 2012(07)
[10]敏捷导弹复合控制策略[J]. 刘皓,沈毅. 系统工程与电子技术. 2011(04)
博士论文
[1]基于ADRC的直接侧向力/气动力复合控制系统设计[D]. 王宇航.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]可调推力直接侧向力/气动力复合控制问题研究[D]. 赵昱宇.哈尔滨工业大学 2014
[2]大气层内拦截弹直接力/气动力复合控制研究[D]. 陈志豪.哈尔滨工程大学 2013
[3]导弹拦截末段制导律与复合控制研究[D]. 康凯.上海交通大学 2011
本文编号：3169409
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