全弹道空空导弹μ综合控制器研究

发布时间：2023-04-18 20:42

　　日益复杂的战场环境对空空导弹控制器设计提出更高要求，导弹控制器必须在导弹飞行的全弹道内保持鲁棒性。经典导弹控制器设计方法已经越来越不能满足这个要求，而鲁棒μ综合方法可以在设计过程中融入被控对象的不确定性，并具有将系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能同时分析的优势，成为解决新一代空空导弹控制器设计的新手段。 首先，建立了样例空空导弹从有动力飞行到无动力飞行的数学模型；在性能分析的基础上对各种不确定性进行分析计算，对多个线性化工作点使用μ综合方法设计俯仰/偏航和滚转通道的μ综合控制器，并采用鲁棒μ分析的手段对控制器进行鲁棒性验证。 其次，针对μ综合控制器设计中性能权函数参数设计困难，采用粒子群优化算法对性能权函数进行自动寻优设计；针对寻优设计中过早收敛而不能达到最优解的问题，提出两种改进的粒子群优化算法；测试函数和仿真试验结果表明，改进后的算法具有更高的效率和更好的寻优能力。 再次，为了在全弹道内保持控制器的优良性能，采用混合调节方法和D调度方法设计并实现了μ综合控制器之间的增益调度，通过对不同方法优缺点和仿真结果的对比，验证混合调节方法更适合全弹道空空导弹控制器。 最后，对本文所设计的μ综合控制器...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 空空导弹概述
    1.2 论文研究背景
    1.3 鲁棒μ理论的发展
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 导弹控制器的研究现状
        1.4.2 课题研究基础
    1.5 论文研究的关键问题
    1.6 论文章节安排
第二章 空空导弹数学建模
    2.1 对象特性建模
        2.1.1 假设条件
        2.1.2 坐标系定义
        2.1.3 弹体的力和力矩
        2.1.4 执行机构模型
        2.1.5 弹体六自由度运动方程
    2.2 对象特性分析
    2.3 线性化数学模型
    2.4 本章小结
第三章 μ综合控制器设计与分析
    3.1 μ综合概述
        3.1.1 结构奇异值定义
        3.1.2 结构奇异值解算方法
        3.1.3 μ综合设计方法
    3.2 不确定性评估
    3.3 控制策略制定
        3.3.1 控制器性能指标
        3.3.2 控制结构设计
    3.4 μ综合控制器设计
        3.4.1 权函数设计
        3.4.2 俯仰/偏航控制律设计
        3.4.3 滚转控制律设计
    3.5 控制器鲁棒性能分析
        3.5.1 鲁棒μ分析方法简介
        3.5.2 控制器鲁棒性分析
    3.6 三通道联合仿真
    3.7 本章小结
第四章 控制器权函数优化
    4.1 PSO 算法简介
    4.2 PSO 优化设计
        4.2.1 算法参数设定
        4.2.2 优化流程
        4.2.3 优化效果与缺陷
    4.3 CPSO 算法改进
        4.3.1 CPSO 算法改进
        4.3.2 算法性能测试
        4.3.3 算法仿真验证与分析
    4.4 本章小结
第五章 全弹道控制器增益调度
    5.1 单控制器的保守性
    5.2 调度变量的选择
    5.3 直接切换调度实现
    5.4 混合调节调度实现
        5.4.1 混合调节调度介绍
        5.4.2 混合调节仿真实现
    5.5 D 调度方法实现
        5.5.1 D 调度方法介绍
        5.5.2 D 调度方法仿真实现
    5.6 全弹道性能仿真与分析
    5.7 本章小结
第六章 半物理仿真验证
    6.1 仿真平台构建
    6.2 仿真验证方案
    6.3 仿真测试验证
        6.3.1 定点线性仿真
        6.3.2 全弹道非线性仿真
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本文主要工作
    7.2 后续工作及展望
参考文献
致谢
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本文编号：3793000