基于模糊控制方法的巡飞弹飞行控制系统设计与仿真研究
发布时间：2022-08-08 17:35
随着科学技术的不断发展,未来战场必将是高度信息化的战场,巡飞弹作为无人机与弹药技术有机结合产生的信息化武器成为弹药发展的重要趋势。它不仅能够对敌实施精确、有效的打击,还能够承担战场侦察监视、战斗毁伤评估、通信以及无线电中继等单一或多项任务。能否顺利完成这些任务,巡飞弹飞行控制系统的设计至关重要。本文以某型巡飞弹为研究对象,基于模糊控制方法,进行巡飞弹飞行控制器的设计与仿真研究。论文首先总结了国内外巡飞弹与飞行控制系统的研究发展状况,建立了用于描述巡飞弹空间运动的常用坐标系及坐标系间的转换关系,在充分分析巡飞弹受力及力矩的基础上建立了巡飞弹空间运动的数学模型。并基于小扰动理论线性化数学模型,解耦得到巡飞弹纵向线性运动方程与侧向线性运动方程。其次,介绍模糊控制基本理论以及常规PID控制方法与参数整定方法,论文深入分析了模糊控制的方法与控制特点,研究了模糊PID控制器的设计方法。最后,基于常规PID控制方法与模糊控制方法设计了巡飞弹纵向飞行控制器,包括常规PID控制器、模糊PID控制器以及混合模糊PID控制器,并在Matlab/simulink仿真环境下进行了仿真研究。仿真结果表明所设计的模...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 巡飞弹介绍
1.2 飞控系统研究概述
1.3 论文研究的背景与研究内容
2 巡飞弹动力学建模
2.1 坐标系
2.1.1 坐标系定义
2.1.2 巡飞弹运动参数
2.1.3 坐标系间的转换关系
2.2 巡飞弹运动方程建立
2.2.1 动力学方程的建立
2.2.2 巡飞弹运动学方程建立
2.2.3 巡飞弹质量方程
2.2.4 角度几何关系方程
2.2.5 控制方程
2.2.6 巡飞弹运动方程组的建立
2.3 巡飞弹运动方程组的简化与分解
2.3.1 小扰动方法
2.3.2 巡飞弹运动方程组分解
2.3.3 巡飞弹纵向运动方程
2.3.4 巡飞弹侧向运动方程
2.4 本章小结
3 模糊控制基本原理
3.1 模糊控制算法理论基础
3.1.1 模糊化
3.1.3 知识库
3.1.4 模糊推理
3.1.5 去模糊化
3.2 模糊PID控制器设计
3.2.1 PID控制原理
3.2.2 参数整定方法
3.2.3 模糊PID控制器
3.3 本章小结
4 巡飞弹纵向模糊控制律设计
4.1 巡飞弹俯仰通道控制系统结构
4.2 巡飞弹俯仰通道模糊PID控制器设计
4.2.1 模糊化
4.2.2 模糊控制规则
4.2.3 模糊推理与解模糊化
4.3 巡飞弹俯仰通道混合模糊PID控制器设计
4.3.1 控制器输入量、输出量论域
4.3.2 隶属函数确定
4.3.3 系统动态过程分析与控制规则建立
4.4 本章小结
5 系统仿真
5.1 软件介绍
5.2 纵向控制律仿真
5.2.1 Simulink仿真环境下建立仿真模型
5.2.2 仿真结果与分析
5.2.3 干扰下的仿真结果及分析
5.3 侧向控制律仿真
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID参数自整定的温度控制系统的研究[J]. 郝少杰,方康玲. 现代电子技术. 2011(07)
[2]PID控制器简介及参数整定方法[J]. 潘汝涛. 科技信息. 2011(07)
[3]攻击型巡飞弹技术现状及发展趋势[J]. 庞艳珂,韩磊,张民权,张明明,武冰. 兵工学报. 2010(S2)
[4]PID参数整定和优化[J]. 吴振阔,张亮,张波. 中国高新技术企业. 2010(22)
[5]飞行控制系统设计方法现状与发展[J]. 吴文海,高丽,周胜明. 海军航空工程学院学报. 2010(04)
[6]模糊PID控制器在航空可见红外相机伺服系统中的应用[J]. 张雪菲,匡海鹏,刘志明,詹磊,王德江. 红外. 2009(04)
[7]基于MATLAB/Simulink的PID参数整定[J]. 王素青,姜维福. 自动化技术与应用. 2009(03)
[8]一种自适应模糊控制算法[J]. 李志强,李郝林,包园园. 精密制造与自动化. 2008(04)
[9]新概念信息化弹药的现状与发展[J]. 高晓敏. 四川兵工学报. 2008(04)
[10]“达摩克利斯之剑”——炮射巡飞弹[J]. 卜杰,李迪,王孟杰,陈放. 国防科技. 2008(02)
博士论文
[1]SINS/GPS制导炸弹变结构制导控制系统设计与研究[D]. 梁卓.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]基于DSP的巡飞弹弹载控制系统设计研究[D]. 樊燕君.南京理工大学 2007
[2]简易制导炸弹控制器参数设计[D]. 吴四根.南京理工大学 2006
[3]炮射侦察巡飞弹动力巡飞段建模与仿真[D]. 李刚.南京理工大学 2005
[4]基于模糊PID的飞航式导弹自动驾驶仪设计方法研究[D]. 钟汉生.南京理工大学 2005
本文编号：3671938
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 巡飞弹介绍
1.2 飞控系统研究概述
1.3 论文研究的背景与研究内容
2 巡飞弹动力学建模
2.1 坐标系
2.1.1 坐标系定义
2.1.2 巡飞弹运动参数
2.1.3 坐标系间的转换关系
2.2 巡飞弹运动方程建立
2.2.1 动力学方程的建立
2.2.2 巡飞弹运动学方程建立
2.2.3 巡飞弹质量方程
2.2.4 角度几何关系方程
2.2.5 控制方程
2.2.6 巡飞弹运动方程组的建立
2.3 巡飞弹运动方程组的简化与分解
2.3.1 小扰动方法
2.3.2 巡飞弹运动方程组分解
2.3.3 巡飞弹纵向运动方程
2.3.4 巡飞弹侧向运动方程
2.4 本章小结
3 模糊控制基本原理
3.1 模糊控制算法理论基础
3.1.1 模糊化
3.1.3 知识库
3.1.4 模糊推理
3.1.5 去模糊化
3.2 模糊PID控制器设计
3.2.1 PID控制原理
3.2.2 参数整定方法
3.2.3 模糊PID控制器
3.3 本章小结
4 巡飞弹纵向模糊控制律设计
4.1 巡飞弹俯仰通道控制系统结构
4.2 巡飞弹俯仰通道模糊PID控制器设计
4.2.1 模糊化
4.2.2 模糊控制规则
4.2.3 模糊推理与解模糊化
4.3 巡飞弹俯仰通道混合模糊PID控制器设计
4.3.1 控制器输入量、输出量论域
4.3.2 隶属函数确定
4.3.3 系统动态过程分析与控制规则建立
4.4 本章小结
5 系统仿真
5.1 软件介绍
5.2 纵向控制律仿真
5.2.1 Simulink仿真环境下建立仿真模型
5.2.2 仿真结果与分析
5.2.3 干扰下的仿真结果及分析
5.3 侧向控制律仿真
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID参数自整定的温度控制系统的研究[J]. 郝少杰,方康玲. 现代电子技术. 2011(07)
[2]PID控制器简介及参数整定方法[J]. 潘汝涛. 科技信息. 2011(07)
[3]攻击型巡飞弹技术现状及发展趋势[J]. 庞艳珂,韩磊,张民权,张明明,武冰. 兵工学报. 2010(S2)
[4]PID参数整定和优化[J]. 吴振阔,张亮,张波. 中国高新技术企业. 2010(22)
[5]飞行控制系统设计方法现状与发展[J]. 吴文海,高丽,周胜明. 海军航空工程学院学报. 2010(04)
[6]模糊PID控制器在航空可见红外相机伺服系统中的应用[J]. 张雪菲,匡海鹏,刘志明,詹磊,王德江. 红外. 2009(04)
[7]基于MATLAB/Simulink的PID参数整定[J]. 王素青,姜维福. 自动化技术与应用. 2009(03)
[8]一种自适应模糊控制算法[J]. 李志强,李郝林,包园园. 精密制造与自动化. 2008(04)
[9]新概念信息化弹药的现状与发展[J]. 高晓敏. 四川兵工学报. 2008(04)
[10]“达摩克利斯之剑”——炮射巡飞弹[J]. 卜杰,李迪,王孟杰,陈放. 国防科技. 2008(02)
博士论文
[1]SINS/GPS制导炸弹变结构制导控制系统设计与研究[D]. 梁卓.南京理工大学 2009
硕士论文
[1]基于DSP的巡飞弹弹载控制系统设计研究[D]. 樊燕君.南京理工大学 2007
[2]简易制导炸弹控制器参数设计[D]. 吴四根.南京理工大学 2006
[3]炮射侦察巡飞弹动力巡飞段建模与仿真[D]. 李刚.南京理工大学 2005
[4]基于模糊PID的飞航式导弹自动驾驶仪设计方法研究[D]. 钟汉生.南京理工大学 2005
本文编号：3671938
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