直接侧向力与气动力复合控制导弹姿态控制方法研究
发布时间：2022-05-08 19:20
为了实现对高空、大机动目标的精确拦截，防空导弹在传统的气动力控制基础上引入直接侧向力控制技术，通过姿控发动机产生的侧向推力快速建立大过载，提高了导弹的机动性能。由于直接侧向力的引入，导弹姿态控制系统涉及对控制指令在两种执行机构间的控制分配问题；同时，直接侧向力与气动力复合控制导弹模型具有非线性特性和变量约束，使得导弹姿态控制系统设计变得复杂。本文以ERINT1导弹为例，研究基于预测控制算法的姿控式复合控制导弹的姿态控制问题。首先，分别对气动力控制和直接侧向力控制两种控制方式下的导弹姿态控制系统进行开环特性分析，定量比较两种控制方式在建立导弹攻角的响应时间上的差异；同时，对影响两种控制方式下系统控制性能的主要因素进行定性分析，讨论复合控制方式的适用条件及切换时机。其次，基于混合逻辑动态系统的预测控制方法，对复合控制导弹姿态控制系统进行设计。建立复合控制导弹姿态控制系统的混合逻辑动态模型，将该受约束强非线性系统的非线性特性及变量约束以不等式方程组的形式表示出来；同时，设计基于混合逻辑动态模型的预测控制算法，通过加权系数的设计实现对姿态控制指令在两种执行机构间的分配；此外，将预测控制问题转化...
【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 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 复合控制机理的研究
1.2.2 复合控制方法的研究
1.2.3 预测控制的研究
1.3 本文的研究内容和章节安排
第2章 复合控制导弹姿态控制系统数学模型
2.1 引言
2.2 坐标系及坐标系间的转换
2.2.1 坐标系的定义
2.2.2 坐标系间的转换
2.3 复合控制导弹姿态运动模型的建立
2.3.1 直接侧向力模型
2.3.2 复合控制导弹运动学和动力学模型
2.3.3 复合控制导弹姿态运动模型的化简
2.4 本章小结
第3章 复合控制导弹姿态控制特性分析
3.1 引言
3.2 气动力控制导弹姿态控制特性分析
3.2.1 气动力控制开环特性分析
3.2.2 气动力控制性能影响因素分析
3.3 直接侧向力控制导弹姿态控制特性分析
3.3.1 直接侧向力控制开环特性分析
3.3.2 直接侧向力控制性能影响因素分析
3.4 复合控制方式适用条件和切换时机分析
3.4.1 复合控制方式的适用条件
3.4.2 复合控制方式的切换时机
3.5 本章小结
第4章 基于混合逻辑动态模型的预测控制方法
4.1 引言
4.2 混合逻辑动态建模方法
4.3 基于混合逻辑动态模型的预测控制问题
4.3.1 问题描述
4.3.2 问题求解
4.4 实例仿真
4.5 本章小结
第5章 复合控制导弹姿态控制系统设计
5.1 引言
5.2 复合控制导弹混合逻辑动态模型的建立
5.2.1 分段线性化
5.2.2 不等式方程组的建立
5.3 基于预测控制的复合姿态控制系统设计
5.3.1 性能指标
5.3.2 加权矩阵
5.3.3 控制周期
5.3.4 预测时域
5.4 仿真结果及分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]姿控式直接侧向力与气动力复合控制策略设计[J]. 姚郁,毕永涛. 航空学报. 2010(04)
[2]直接力控制导弹的拟人智能自动驾驶仪设计[J]. 王枫,袁飞,王青,张明廉. 系统仿真学报. 2008(22)
[3]基于自适应滑模与模糊控制的导弹直接力/气动力复合控制系统优化设计[J]. 董朝阳,王枫,高晓颖,王青. 航空学报. 2008(01)
[4]先进防空导弹直接力/气动力复合控制关键技术分析[J]. 李玉林,杨树兴. 兵工学报. 2007(12)
[5]姿控发动机点火逻辑研究[J]. 朱京. 现代防御技术. 2007(03)
[6]基于混合逻辑的非线性系统多模型预测控制[J]. 邹涛,王昕,李少远. 自动化学报. 2007(02)
[7]基于模糊逻辑的导弹复合控制系统优化设计[J]. 周锐. 控制与决策. 2006(07)
[8]基于动态逆和能量原则的导弹直接力-气动力复合控制[J]. 刘忠,梁晓庚,曹秉刚. 西安交通大学学报. 2006(07)
[9]大气层内燃气动力与气动力复合控制方法探讨[J]. 魏明英. 现代防御技术. 2006(01)
[10]远程地空导弹直接力/气动力复合控制技术研究[J]. 葛致磊,周军. 弹箭与制导学报. 2005(02)
博士论文
[1]混杂系统理论及在非线性系统中的应用研究[D]. 张聚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于混合逻辑动态的分段线性系统模型预测控制[D]. 熊汉华.上海交通大学 2009
[2]直接侧向力技术的应用研究[D]. 郝波.西北工业大学 2004
本文编号：3652231
【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 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状与分析
1.2.1 复合控制机理的研究
1.2.2 复合控制方法的研究
1.2.3 预测控制的研究
1.3 本文的研究内容和章节安排
第2章 复合控制导弹姿态控制系统数学模型
2.1 引言
2.2 坐标系及坐标系间的转换
2.2.1 坐标系的定义
2.2.2 坐标系间的转换
2.3 复合控制导弹姿态运动模型的建立
2.3.1 直接侧向力模型
2.3.2 复合控制导弹运动学和动力学模型
2.3.3 复合控制导弹姿态运动模型的化简
2.4 本章小结
第3章 复合控制导弹姿态控制特性分析
3.1 引言
3.2 气动力控制导弹姿态控制特性分析
3.2.1 气动力控制开环特性分析
3.2.2 气动力控制性能影响因素分析
3.3 直接侧向力控制导弹姿态控制特性分析
3.3.1 直接侧向力控制开环特性分析
3.3.2 直接侧向力控制性能影响因素分析
3.4 复合控制方式适用条件和切换时机分析
3.4.1 复合控制方式的适用条件
3.4.2 复合控制方式的切换时机
3.5 本章小结
第4章 基于混合逻辑动态模型的预测控制方法
4.1 引言
4.2 混合逻辑动态建模方法
4.3 基于混合逻辑动态模型的预测控制问题
4.3.1 问题描述
4.3.2 问题求解
4.4 实例仿真
4.5 本章小结
第5章 复合控制导弹姿态控制系统设计
5.1 引言
5.2 复合控制导弹混合逻辑动态模型的建立
5.2.1 分段线性化
5.2.2 不等式方程组的建立
5.3 基于预测控制的复合姿态控制系统设计
5.3.1 性能指标
5.3.2 加权矩阵
5.3.3 控制周期
5.3.4 预测时域
5.4 仿真结果及分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]姿控式直接侧向力与气动力复合控制策略设计[J]. 姚郁,毕永涛. 航空学报. 2010(04)
[2]直接力控制导弹的拟人智能自动驾驶仪设计[J]. 王枫,袁飞,王青,张明廉. 系统仿真学报. 2008(22)
[3]基于自适应滑模与模糊控制的导弹直接力/气动力复合控制系统优化设计[J]. 董朝阳,王枫,高晓颖,王青. 航空学报. 2008(01)
[4]先进防空导弹直接力/气动力复合控制关键技术分析[J]. 李玉林,杨树兴. 兵工学报. 2007(12)
[5]姿控发动机点火逻辑研究[J]. 朱京. 现代防御技术. 2007(03)
[6]基于混合逻辑的非线性系统多模型预测控制[J]. 邹涛,王昕,李少远. 自动化学报. 2007(02)
[7]基于模糊逻辑的导弹复合控制系统优化设计[J]. 周锐. 控制与决策. 2006(07)
[8]基于动态逆和能量原则的导弹直接力-气动力复合控制[J]. 刘忠,梁晓庚,曹秉刚. 西安交通大学学报. 2006(07)
[9]大气层内燃气动力与气动力复合控制方法探讨[J]. 魏明英. 现代防御技术. 2006(01)
[10]远程地空导弹直接力/气动力复合控制技术研究[J]. 葛致磊,周军. 弹箭与制导学报. 2005(02)
博士论文
[1]混杂系统理论及在非线性系统中的应用研究[D]. 张聚.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于混合逻辑动态的分段线性系统模型预测控制[D]. 熊汉华.上海交通大学 2009
[2]直接侧向力技术的应用研究[D]. 郝波.西北工业大学 2004
本文编号：3652231
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