旋转导弹单通道制导与控制系统设计

发布时间：2024-04-20 08:57

　　旋转导弹制导与控制系统的数字化设计是目前便携式防空导弹的发展趋势之一。本文针对单通道控制的旋转导弹数字化设计要求，对便携式防空导弹的制导与控制系统设计方法进行研究。主要内容包括如下四个方面： 1.建立旋转导弹单通道控制的弹体动力学模型。建立旋转导弹的动力学模型，应当充分考虑到弹体绕弹轴旋转的特点，解决的办法是将弹体坐标系内的变量转换到准弹体坐标系下，并重新定义了等效攻角和等效侧滑角。考虑到旋转导弹绕弹体纵轴的转动惯量较其他轴相对较小，可以据此对方程进行简化。建模时采用的重要方法是“小扰动线性化”方法和“固化系数”方法。此外，建立了过载指令的与弹体运动参数之间的传递函数，为制导与控制系统的设计打下基础。 2.分析了旋转导弹控制力产生的过程，针对应用最广泛的具有一对舵面的旋转导弹，采用继电式舵机，根据控制力产生的原理，分析了制导回路各部分模型。针对简化后的制导系统模型，利用工程上容易实现的PID控制方法设计了旋转导弹弹体稳定系统。 3.基于推广Kalman滤波理论设计了旋转导弹攻击目标的前向偏移系统。目前，受限于被动红外导引头所能提供的目标测量信息有限这一条件，便携式防空导弹大多末端加前向...

【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 课题背景
    1.2 便携式防空导弹武器系统的最新型号概述
    1.3 国内外研究现状
    1.4 论文主要工作
第2章 旋转导弹建模方法研究
    2.1 建立旋转导弹模型常用坐标系
        2.1.1 常用坐标系
        2.1.2 等效攻角与等效侧滑角
        2.1.3 坐标系变换关系
    2.2 弹体坐标系下旋转导弹动力学方程
        2.2.1 弹体坐标系下旋转导弹质心运动方程
        2.2.2 弹体坐标系下旋转导弹绕质心转动的动力学方程
    2.3 准弹体坐标系下旋转导弹动力学方程
        2.3.1 准弹体坐标系下旋转导弹质心运动方程
        2.3.2 准弹体坐标系下旋转导弹绕质心转动的动力学方程
    2.4 旋转导弹—目标相对运动关系
    2.5 本章小结
第3章 旋转导弹制导回路设计
    3.1 旋转导弹控制力产生原理
    3.2 旋转导弹制导回路各部分的模型
        3.2.1 被动红外导头引系统
        3.2.2 自动驾驶仪
        3.2.3 舵机
        3.2.4 弹体
        3.2.5 角速度传感器
    3.3 基于 PID 控制方法的旋转导弹弹体稳定系统设计
        3.3.1 旋转导弹弹体的传递函数
        3.3.2 基于 PID 控制方法设计旋转导弹弹体稳定系统
        3.3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 基于推广 Kalman 滤波的前向偏移系统设计
    4.1 最优状态估计概述
    4.2 导引头量测方程
    4.3 红外寻的旋转导弹被动制导问题描述
        4.3.1 目标 Singer 机动模型
        4.3.2 相对运动关系
        4.3.3 相对运动方程的离散化
    4.4 推广 Kalman 滤波
    4.5 仿真分析
        4.5.1 尾追攻击目标仿真
        4.5.2 前向攻击目标仿真
    4.6 本章小结
第5章 旋转导弹前向偏移系统大回路设计与仿真
    5.1 修正的比例导引律
        5.1.1 比例导引
        5.1.2 前向偏移修正
        5.1.3 剩余飞行时间
    5.2 仿真模型的建立
        5.2.1 运动学模型
        5.2.2 仿真模型
    5.3 仿真分析
        5.3.1 导弹尾追攻击目标
        5.3.2 导弹前向攻击目标
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3959183