【摘要】：彈道導(dǎo)彈主動段處于大氣層中,大風(fēng)區(qū)的干擾會引起導(dǎo)彈姿態(tài)不穩(wěn)定,導(dǎo)致導(dǎo)彈的氣動載荷較大,同時發(fā)動機擺角需求較大,因此進行彈道導(dǎo)彈主動段抗風(fēng)擾控制問題的研究,降低發(fā)動機擺角需求,是本文的研究重點。針對彈道導(dǎo)彈主動段抗風(fēng)擾控制問題,本文先后研究了風(fēng)擾動下彈道導(dǎo)彈動力學(xué)與運動學(xué)建模、姿態(tài)跟蹤控制系統(tǒng)以及抗風(fēng)擾主動控制系統(tǒng)等工作:1、綜合考慮國內(nèi)外對風(fēng)場建模的研究現(xiàn)狀,建立了包括平穩(wěn)風(fēng)和切變風(fēng)在內(nèi)的風(fēng)場模型,平穩(wěn)風(fēng)采用實驗測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出,切變風(fēng)采用三角波模型,以固定切變厚度1km為依據(jù)進行插值運算得到切變風(fēng)風(fēng)速數(shù)據(jù)。基于目前彈道導(dǎo)彈動力學(xué)與運動學(xué)模型的研究成果,推導(dǎo)了考慮風(fēng)擾動情況下的氣動力與氣動力矩,得到了風(fēng)擾動下彈道導(dǎo)彈動力學(xué)與運動學(xué)模型。2、推導(dǎo)了縱向及側(cè)向姿態(tài)動力學(xué)與運動學(xué)小擾動線性化模型,對俯仰及偏航通道采用了比例微分反饋控制方案,采用相平面描述下的時間-燃料次優(yōu)控制方案來實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)通道姿態(tài)跟蹤控制。基于已經(jīng)建立的風(fēng)場模型,分別對無風(fēng)及有風(fēng)情況下進行了導(dǎo)彈六自由度仿真分析,并進行了比較。3、在俯仰及偏航通道引入抗風(fēng)擾主動控制回路,采用了優(yōu)化的最小載荷控制方案,基于導(dǎo)彈發(fā)動機擺角的需求情況,設(shè)計了主動控制回路參數(shù)、控制回路切入切出時刻。分別對平穩(wěn)風(fēng)及切變風(fēng)下的最小載荷控制方案進行了穩(wěn)態(tài)分析。通過比較不同風(fēng)場方向的仿真結(jié)果,得到了使發(fā)動機擺角最大的風(fēng)場方向。加入各種偏差和干擾后,分別對下偏下限和上偏上限兩種情況進行了仿真分析。4、基于前兩章采用的比例微分反饋控制及最小載荷控制方案,加入了攝動制導(dǎo)回路,采用等時速度傾角+等時速度偏角控制方案,以驗證抗風(fēng)擾主動控制回路在制導(dǎo)控制情況下的優(yōu)化效果。通過第四章得到發(fā)動機擺角最大時的風(fēng)場方向和偏差情況,進行了制導(dǎo)控制綜合仿真分析。最后進行了總結(jié)分析。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TJ761.3
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本文編號：2689059