垂直发射战术导弹非线性姿态控制方法研究

发布时间：2023-04-27 23:02

　　垂直发射战术导弹在提高导弹快速反应能力，对目标实施全方位攻击等方面具有其独特优势，垂直发射转弯段导弹速度较低，通过燃气舵产生控制力矩来实现姿态快速调转。 本论文以一某型号防空导弹为背景，研究垂直发射过程中快速转弯的非线性姿态控制问题。建立了描述垂直发射转弯段导弹大角度转弯控制系统的非线性数学模型，给出了传统的基于线性控制理论的姿态稳定控制系统的频域设计方法和设计结果。设计了基于李雅普诺夫稳定性理论和Backstepping方法的垂直发射快速转弯非线性姿态控制律，可快速完成俯仰、偏航及滚动的三通道控制。针对导弹转动惯量不能精确已知问题,应用自适应Backstepping方法设计了导弹转动惯量自适应估计律和非线性姿态控制律。 本文将所设计的导弹姿态转弯非线性控制律及自适应非线性控制律与传统PID姿态控制进行了数学仿真对比分析。仿真结果表明，非线性控制方法与传统的经典PID控制设计方法相比，在针对强耦合非线性的垂直发射转弯的防空导弹姿态控制方面，具有良好的鲁棒性和自适应能力，在同类型号导弹稳定控制系统工程设计中具有较高的工程应用价值。

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 与本课题有关的国内外研究现状及分析
        1.2.1 国内外非线性控制方法研究现状
        1.2.2 国内外导弹非线性控制方法研究现状
        1.2.3 国内外导弹 Backstepping 控制方法研究现状
        1.2.4 国内外导弹自适应控制方法研究现状
        1.2.5 研究现状小结
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 研究内容和基本思路
        1.3.2 论文的结构划分
第2章 导弹运动模型及 PID 姿态控制方法
    2.1 引言
    2.2 建立模型的假设条件
    2.3 坐标系及坐标系之间的关系
    2.4 弹体运动方程
    2.5 舵系统及陀螺
    2.6 姿态稳定控制系统频域设计
        2.6.1 导弹运动的传递函数
        2.6.2 导弹频域设计控制回路结构图
        2.6.3 导弹频域控制器设计
        2.6.4 垂直发射转弯段稳定回路控制器设计
    2.7 本章小结
第3章 导弹非线性姿态控制系统设计方法研究
    3.1 引言
    3.2 Backstepping 理论
    3.3 非线性姿态控制律设计
    3.4 仿真分析
        3.4.1 大俯仰正向大滚转
        3.4.2 大俯仰负向大滚转
        3.4.3 大俯仰正向中滚转
        3.4.4 大俯仰负向中滚转
    3.5 本章小结
第4章 导弹自适应非线性姿态控制律设计方法研究
    4.1 引言
    4.2 自适应 Backstepping 控制律设计
    4.3 仿真分析
        4.3.1 大俯仰正向大滚转
        4.3.2 大俯仰负向大滚转
        4.3.3 大俯仰正向中滚转
        4.3.4 大俯仰负向中滚转
    4.4 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
个人简历



本文编号：3803238