飞行器制导与控制系统优化设计及弹道仿真

发布时间：2023-04-19 22:03

　　作为当前最重要的制导武器,导弹已经成为现代战场的主角,是各国军事力量发展的重要方向。导弹控制系统作为导弹的核心组成部分,在导弹精确打击目标和控制飞行稳定方面都起着极其重要的作用。然而,随着日益增加的射程、命中精度的需求以及越来越复杂的系统结构使得传统的控制方法往往不能完成导弹的控制任务,研究并设计出兼具快速性和鲁棒性的新型导弹控制器成为当前研究的热点。针对STT(Side-To-Turn,侧滑转弯)导弹控制系统的特性,本论文基于滑模变结构控制理论,提出了一种对于外界干扰、参数摄动以及系统不确定性问题都具有鲁棒性的导弹自动驾驶仪设计方法,并对设计的系统进行仿真分析和验证。本文主要完成的工作有:首先,介绍了该课题研究的背景、目的和意义,对于导弹控制系统的国内外发展现状和主要设计方法进行综述。其次,STT导弹数学模型的建立。介绍了本论文设计过程中需要的坐标系以及各个坐标系之间的相互转换关系,同时在弹体坐标系内对导弹受到的力和力矩进行分析,根据STT控制导弹的特点,在适当的假设条件下,建立STT导弹的数学模型。然后,STT导弹自动驾驶仪的设计。首先针对STT导弹运动模型,运用经典控制理论方法设...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和目的意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 导弹数学模型
    2.1 坐标系定义及转换关系
        2.1.1 坐标系的定义
        2.1.2 坐标系之间的转换
    2.2 作用在导弹上的力和力矩
        2.2.1 作用在导弹上的力
        2.2.2 作用在导弹上的力矩
    2.3 导弹运动方程组
        2.3.1 导弹质心运动的动力学方程
        2.3.2 导弹绕质心转动的动力学方程
        2.3.3 导弹过载方程
        2.3.4 质心运动的运动学方程
        2.3.5 绕质心转动的运动学方程
        2.3.6 攻角和侧滑角以及速度倾角方程
        2.3.7 几何关系方程
    2.4 STT导弹的三通道小扰动线性化方程
    2.5 本章小结
第3章 经典控制器的设计
    3.1 俯仰通道控制器的设计
        3.1.1 特征点的选择
        3.1.2 仿真分析
        3.1.3 不同参数摄动下控制性能分析
    3.2 偏航通道控制器的设计
    3.3 滚转通道控制器的设计
        3.3.1 特征点的选择
        3.3.2 仿真分析
        3.3.3 不同参数摄动下控制性能分析
    3.4 本章小结
第4章 导弹变结构控制器的设计
    4.1 引言
    4.2 变结构控制理论原理
        4.2.1 变结构控制理论的基本概念
        4.2.2 变结构控制系统的性质
        4.2.3 变结构控制的特点
        4.2.4 变结构控制系统的设计
        4.2.5 变结构控制系统抖振问题的研究
    4.3 俯仰通道变结构控制器的设计
        4.3.1 模型参考变结构控制器的设计
        4.3.2 变结构控制器的仿真验证
        4.3.3 不同参数摄动下控制性能分析
    4.4 偏航通道变结构控制器的设计
    4.5 滚转通道变结构控制器的设计
        4.5.1 模型参考变结构控制器的设计
        4.5.2 变结构控制器的仿真验证
        4.5.3 不同参数摄动下控制性能分析
    4.6 本章小结
第5章 导弹六自由度运动制导控制系统仿真
    5.1 构造SIMULINK仿真图
        5.1.1 目标运动模型
        5.1.2 导弹模型
        5.1.3 运动学环节模型
        5.1.4 比例导引规律模型
        5.1.5 舵机模型
    5.2 弹道仿真及结果分析
        5.2.1 弹道仿真数据初始化
    5.3 仿真结果
    5.4 人机交互界面的设计
    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和取得的科研成果
致谢



本文编号：3794295