自动驾驶仪控制参数的增益调度法设计

发布时间：2022-08-29 18:46

　　本文着重研究了导弹上的控制回路——自动驾驶仪的设计问题。在采用小扰动法对弹体模型进行线性化的前提下,俯仰控制回路采用带有伪攻角反馈的三回路控制结构,滚动回路采用PD控制结构,利用基于增益调度法的自适应设计思想对其进行指标参数的选择和设计。 俯仰回路的自动驾驶仪使用回路法由内环向外环设计的时候,选择频域指标为主要设计指标,辅以根轨迹法,利用时域指标和自动驾驶仪在舵机处的开环截止频率对所设计的参数进行检查,确保自动驾驶仪的稳定性和快速性；在使用待定系数法由外环向内化设计的时候,建立起外环的性能指标和控制参数的关系,选择适当的外环性能指标,辅以多种内环约束指标,完成对自动驾驶仪的设计。滚动回路则选取频域指标为其主要的设计指标,采用“零极点分离”原理,完成对滚动回路的设计。然后利用三个回路的自动驾驶仪的设计结果,完成六自由度的弹道仿真,并比较了回路法和待定系数法的差异。 针对自动驾驶仪在实际应用的过程中会遇到的问题,如滤波、杆臂效应、飞行姿态振荡等,本文给出了这些问题发生的原因和解决方案,并进一步指出自动驾驶仪优化和努力的方向。 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 综述
    1.3 本文的主要工作及内容安排
2 导弹模型及自动驾驶仪设计基础
    2.1 常用坐标系的定义
    2.2 坐标系间的转换
    2.3 导弹运动方程
        2.3.1 动力学方程
        2.3.2 运动学方程
        2.3.3 几何关系方程
        2.3.4 质量变化方程和控制方程
        2.3.5 导弹的运动方程组
    2.4 导弹动态特性模型
    2.5 导弹自动驾驶仪结构
        2.5.1 俯仰回路的自动驾驶仪结构
        2.5.2 偏航回路的自动驾驶仪结构
        2.5.3 滚动回路的自动驾驶仪结构
    2.6 导弹的自动驾驶仪设计原则
    2.7 本章小结
3 自动驾驶仪的回路设计法
    3.1 概述
    3.2 俯仰回路的自动驾驶仪设计
        3.2.1 俯仰回路的自动驾驶仪设计方案
        3.2.2 俯仰回路的自动驾驶仪设计的指标依据
        3.2.3 俯仰回路的控制参数整定算法
    3.3 偏航回路的自动驾驶仪设计
    3.4 滚动回路的自动驾驶仪设计
        3.4.1 滚动回路的自动驾驶仪设计方案
        3.4.2 滚动回路的自动驾驶仪设计指标依据
        3.4.3 滚动回路的控制参数整定算法
    3.5 三个回路的自动驾驶仪设计结果
    3.6 俯仰回路的自动驾驶仪在舵机处的开环截止频率
    3.7 六自由度弹道仿真结果
    3.8 本章小结
4 自动驾驶仪的待定系数设计法
    4.1 概述
    4.2 俯仰回路的自动驾驶仪的外环性能
    4.3 俯仰回路的自动驾驶仪的待定系数法的设计指标依据
        4.3.1 自动驾驶仪在舵机处的开环截止频率与外环参数的关系
        4.3.2 自动驾驶仪设计的约束指标
    4.4 俯仰回路的控制参数的参数整定算法
    4.5 俯仰回路自动驾驶仪的待定系数法设计结果
    4.6 六自由度弹道仿真结果
    4.7 两种设计方法的异同
    4.8 本章小结
5 自动驾驶仪的实际应用
    5.1 滤波问题
    5.2 杆臂效应
        5.2.1 俯仰回路的“杆臂效应”
        5.2.2 偏航回路的“杆臂效应”
    5.3 气动数据的拉偏
    5.4 舵机的加入
    5.5 滚动回路的积分项引入
    5.6 俯仰回路的自动驾驶仪的另一种类似结构
    5.7 其余问题
    5.8 本章小结
6 论文工作的总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3678818