检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：孔维宇哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

以往研究人员对导弹进行设计的时候,为了简化导弹的姿态控制系统,通常希望导弹在飞行过程中,质心一直位于焦点的前面,导弹的静稳定度一直为负值,即导弹在各种情况下均为静稳定的。为提高导弹的机动能力、飞行速度、续航能力,减少导弹的... 详细信息

以往研究人员对导弹进行设计的时候,为了简化导弹的姿态控制系统,通常希望导弹在飞行过程中,质心一直位于焦点的前面,导弹的静稳定度一直为负值,即导弹在各种情况下均为静稳定的。为提高导弹的机动能力、飞行速度、续航能力,减少导弹的结构重量,放宽静稳定度这一设计理念逐渐被研究人员应用在导弹姿态控制系统的设计当中,各种静不稳定导弹接连问世。在对静不稳定导弹进行姿态控制设计时,由于导弹参数的不确定、导弹未建模动态以及外来干扰等的影响,导致难以获得精准的数学模型。因此传统的PID控制器有时难以达到所需求的性能指标。针对该问题,考虑将自适应控制理论引入到静不稳定导弹的姿态控制系统设计之中。本文以静不稳定导弹为研究对象,利用PID控制方法和模型参考自适应控制方法设计了三种姿态控制器,并进行了仿真分析与比较,主要的内容如下:1.对静不稳定导弹研究的现状、导弹姿态系统的构成以及现代控制理论在导弹姿态控制系统中的应用进行了分析,推导了导弹的数学模型以及传递函数,确定了姿态控制系统的数学模型。2.概述了导弹纵向静稳定性的概念以及判断方法,对静不稳定导弹的稳定性进行了分析并完成了静不稳定导弹的PID控制器设计。3.对自适应控制的基本原理以及模型参考自适应系统的设计方法进行了介绍。根据Lyapunov理论以及超稳定性理论对自适应律进行了推导,设计出两种针对于静不稳定导弹的姿态自适应控制器。重点研究了 PID控制以及模型参考自适应控制在静不稳定导弹上的应用,对设计出的三种姿态控制器的性能指标进行了对比分析,最终得到性能较好的静不稳定导弹的姿态控制器。

关键词：静不稳定导弹姿态控制 PID控制器模型参考自适应控制

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导弹非零给定点LQR自动驾驶仪设计

引用

控制工程 2013年第1期20卷 79-83页

作者：雷虎民张大元肖增博薛冬营空军工程大学导弹学院陕西三原713800

静不稳定控制技术是提高空空导弹机动性能的有效手段。针对静不稳定导弹的控制问题,基于非零给定点线性二次型调节器(LQR)理论设计了纵向两回路自动驾驶仪。首先给出一种基于英美弹体坐标系的静不稳定导弹状态空间模型,引入加速度计到... 详细信息

静不稳定控制技术是提高空空导弹机动性能的有效手段。针对静不稳定导弹的控制问题,基于非零给定点线性二次型调节器(LQR)理论设计了纵向两回路自动驾驶仪。首先给出一种基于英美弹体坐标系的静不稳定导弹状态空间模型,引入加速度计到质心的距离参量;然后使用非零给定点输出调节器理论,推导了针对一般状态空间表达式描述的系统的最优控制问题,求得了通用解和自动驾驶仪的结构和参数表达式;最后根据经典控制理论对权重系数的选择进行理论研究和仿真分析,并对所设计自动驾驶仪的鲁棒性能以及引入加速度计到质心的距离变量对控制效果的影响进行仿真分析。结果表明所设计的自动驾驶仪有较强的鲁棒性,对静不稳定导弹起到了较好的控制作用。

关键词：静不稳定导弹自动驾驶仪两回路自动驾驶仪最优控制

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反舰导弹航路规划与姿态控制方法研究

反舰导弹航路规划与姿态控制方法研究

引用

作者：张利民南开大学

学位级别：博士

本论文针对反舰导弹制导与控制中的一些关键问题进行了研究。突防能力是反舰导弹的一项关键指标。由于重要的大中型舰船目标采取多层防护措施,具有抗击一定数量导弹密集攻击的能力,这就要求多枚反舰导弹进行合理的航路规划,协同攻击目标... 详细信息

本论文针对反舰导弹制导与控制中的一些关键问题进行了研究。突防能力是反舰导弹的一项关键指标。由于重要的大中型舰船目标采取多层防护措施,具有抗击一定数量导弹密集攻击的能力,这就要求多枚反舰导弹进行合理的航路规划,协同攻击目标,对攻击角度和时间同时进行有效协调。在实际中,目标的运动和反舰导弹自身速度的波动,都会影响协同攻击的效果,同时禁飞区的存在也加大了航路规划的困难。此外,目前一些反舰导弹的弹体采用静不稳定设计,以提高其总体性能,但这给控制系统的设计和分析带来了一定困难。对于反舰导弹航路规划所处的中制导阶段,以使用姿态控制为主,如何设计控制系统使得闭环具有指定的鲁棒性与动态性能指标具有十分迫切的现实需求。特别是针对静不稳定弹体特性,这方面的问题比较突出。本文主要针对反舰导弹航路规划和静不稳定弹体的控制进行了以下四方面内容的研究： (1)基于滚动时域优化策略的考虑禁飞区约束的饱和攻击航路规划将Gauss伪谱法和滚动时域优化思想引入到反舰导弹的航路规划中,过程中有效考虑了规避禁飞区。 (2)反舰导弹饱和攻击中的时间匹配策略在反舰导弹定时定向饱和攻击过程中,针对速度波动所带来的时间误差问题,通过考虑禁飞区约束条件下的特定机动策略,实现航路的自适应调整。 (3)静不稳定导弹姿态控制的频域性能约束分析与设计针对静不稳定导弹的动力学特性,给出了基于稳定裕度指标的PID姿态控制参数整定方法和可达性能区域边界。 (4)静不稳定导弹姿态控制的时域动态性能分析针对静不稳定导弹的动力学特性,给出了控制参数选取范围与系统闭环响应特定动态品质的对应关系。论文的主要创新点如下： (1)提出一种基于滚动时域优化策略的反舰导弹定向定时协同攻击航路规划算法,可实现对面静止和运动目标的有效打击,同时有效规避禁飞区。 (2)针对导弹速度波动所带来的航路规划时间误差问题,在有禁飞区约束条件下提出了实时圆周机动+伪谱法预测轨迹优化相结合的时间冗余匹配方法。在这一过程中,将整个航路区域进行分块划分处理,并提出了禁飞区前向搜索方法,以便于实现快速在线调整航路。 (3)对于静不稳定导弹的传统俯仰姿态PID控制,通过将执行机构近似为延迟环节,得到了基于特定幅值裕度上边界和相位裕度的参数整定解析公式。进一步通过幅值裕度下边界的近似解析解,并通过多项式数值求解算法,得到了可行的稳定域度区域范围,避免了对于控制性能可达范围的不合理指标要求,并以图形化的形式直观显示。 (4)分析了静不稳定导弹在使用传统PD俯仰姿态控制时,系统具有特定次数振荡特性的参数选取条件,并通过数值方法绘制出其在控制参数空间中的分布区域。

关键词：航路规划饱和攻击时间匹配静不稳定导弹姿态控制稳定裕度 PID参数整定

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两回路自动驾驶仪设计与分析

引用

系统工程与电子技术 2008年第12期30卷 2447-2450页

作者：范军芳林德福祁载康张宏北京理工大学飞行器工程系北京100081

分析了参数变化引起的弹体模型和静稳定性的改变,以及降低静稳定性对导弹机动性能的改善。研究了把工程指标转化为期望的闭环系统极点的方法,以及与全状态反馈等价的从状态反馈到输出反馈的变换技术,给出了基于极点配置和输出反馈的一... 详细信息

分析了参数变化引起的弹体模型和静稳定性的改变,以及降低静稳定性对导弹机动性能的改善。研究了把工程指标转化为期望的闭环系统极点的方法,以及与全状态反馈等价的从状态反馈到输出反馈的变换技术,给出了基于极点配置和输出反馈的一般性的两回路自动驾驶仪设计方法。结果表明,两回路驾驶仪可以稳定静不稳定的弹体,而执行机构的有限的资源是限制驾驶仪控制作用的关键因素之一,引入加速度计到弹体质心距离这一参数后可以在一定程度上改善系统的稳定性。

关键词：静不稳定导弹两回路自动驾驶仪极点配置舵机资源稳定性

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