巡飞弹导引头及制导控制技术研究

发布时间：2017-05-29 19:11

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【摘要】：本文紧密围绕国内外巡飞弹的研究现状及发展趋势,结合我国预研及型号项目的发展需求,对巡飞弹导引头及制导控制关键技术进行了分析研究。阐述了本文的研究背景和意义,详细介绍了国内外巡飞弹、侦察制导一体化导引头和BTT控制技术的研究现状及发展趋势。定义了导弹及导引头相关坐标系,推导了坐标系的转换关系,建立了导弹六自由度运动方程,推导了控制模型及弹体传递函数,为后续导引头关键技术及制导控制系统的设计奠定了基础。针对巡飞弹侦察和搜索的作战使用特点,重点对侦察制导一体化导引头的搜索能力、扫描方式以及目标定位几个关键技术进行了分析论证,研究成果可为实际工程应用提供一定的指导意义。分析了巡飞弹的典型飞行过程,完成了制导控制系统总体方案设计。为了更好地实现控制系统的设计,对巡飞弹的耦合作用进行了分析,同时还对自动驾驶仪控制回路和两回路驾驶仪极点配置法进行了研究,在此基础上,采用经典控制理论设计了三通道自动驾驶仪。分析了协调转弯的必要性和常见方式,提出了一种含有运动学耦合补偿的侧向加速度协调转弯控制方案,仿真结果表明,运动学耦合补偿对提高协调转弯控制能力,减小耦合侧滑角是十分有益的。针对巡飞弹航迹跟踪问题,提出了一种基于导航坐标系的航迹跟踪方法。给出了航迹跟踪方法的基本思想和航迹跟踪方案的具体设计过程,通过6 DOF弹道仿真,验证了航迹跟踪方法以及制导控制系统的可行性。
【关键词】：巡飞弹 导引头 侦察制导 自动驾驶仪 协调转弯 航迹跟踪
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ765
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势12-17
• 1.2.1 巡飞弹发展与研究现状12-14
• 1.2.2 侦察制导一体化导引头发展与研究现状14-15
• 1.2.3 BTT控制技术发展与研究现状15-17
• 1.3 本论文研究工作的主要内容17-19
• 第2章 巡飞弹数学模型及弹体动力学19-35
• 2.1 坐标系定义和转换19-24
• 2.1.1 坐标系及相关角度定义19-21
• 2.1.2 坐标系的相互关系21-24
• 2.2 导弹运动方程24-29
• 2.2.1 质心平动的动力学方程25-26
• 2.2.2 绕质心转动的动力学方程26-27
• 2.2.3 质心平动的运动学方程27
• 2.2.4 绕质心转动的运动学方程27-28
• 2.2.5 其他方程28
• 2.2.6 导弹运动方程组28-29
• 2.3 弹体控制模型29-32
• 2.4 弹体传递函数32-34
• 2.5 小结34-35
• 第3章 侦察制导一体化导引头关键技术研究35-47
• 3.1 导引头搜索能力35-40
• 3.2 导引头扫描方式研究40-41
• 3.3 目标定位技术研究41-46
• 3.3.1 目标定位的基本算法41-43
• 3.3.2 导引头测量误差对目标定位精度影响43-46
• 3.4 小结46-47
• 第4章 巡飞弹制导控制技术研究47-63
• 4.1 制导控制系统方案设计48-49
• 4.2 导弹耦合特性分析49-50
• 4.3 自动驾驶仪控制回路研究50-54
• 4.3.1 滚转自动驾驶仪51
• 4.3.2 过载驾驶仪51-52
• 4.3.3 两回路驾驶仪极点配置法52-54
• 4.4 三通道自动驾驶仪设计54-57
• 4.4.1 俯仰通道自动驾驶仪设计54-55
• 4.4.2 偏航通道自动驾驶仪设计55-56
• 4.4.3 滚转通道自动驾驶仪设计56-57
• 4.5 BTT协调转弯控制技术研究57-62
• 4.5.1 协调转弯必要性分析57-59
• 4.5.2 协调转弯方式59
• 4.5.3 含有运动学耦合补偿的侧向加速度协调转弯59-62
• 4.6 小结62-63
• 第5章 巡飞弹航迹跟踪方法研究63-72
• 5.1 航迹跟踪方法基本思想63-64
• 5.2 航迹跟踪方案设计64-68
• 5.2.1 动态导航坐标系64-65
• 5.2.2 水平方向制导指令的生成65-67
• 5.2.3 高度指令的生成67
• 5.2.4 控制系统控制指令的生成67-68
• 5.3 6DOF弹道仿真68-71
• 5.4 小结71-72
• 第6章 总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72
• 6.2 进一步工作72-74
• 参考文献74-78
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单78-79
• 致谢79

  本文关键词：巡飞弹导引头及制导控制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：405538