開關(guān)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)和姿態(tài)控制中,主要用于實(shí)現(xiàn)大氣層內(nèi)/外導(dǎo)彈快速高精度機(jī)動和低成本彈道修正彈藥控制,然而目前開關(guān)控制在制導(dǎo)控制中應(yīng)用面臨著執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制力非連續(xù)變化不容易設(shè)計(jì)控制律的難題。本文以開關(guān)控制在稀薄大氣層、大氣層外飛行器和低成本彈道修正制導(dǎo)彈藥制導(dǎo)控制中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)為研究背景,立足于開關(guān)控制式制導(dǎo)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析,緊密結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外研究較多的最優(yōu)開關(guān)控制理論、導(dǎo)彈末端多約束制導(dǎo)律、導(dǎo)引頭寄生回路對制導(dǎo)回路的影響等相關(guān)理論和技術(shù)的發(fā)展,針對擾動環(huán)境下的開關(guān)姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)、開關(guān)式帶約束制導(dǎo)策略、開關(guān)控制與導(dǎo)引頭隔離度參數(shù)不匹配引起的寄生回路失穩(wěn)的校正、滾轉(zhuǎn)彈制導(dǎo)回路兩通道解耦等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)及深入的探索研究,主要研究成果如下:針對稀薄大氣層內(nèi)飛行器開關(guān)姿態(tài)控制器設(shè)計(jì),本文考慮了受干擾力矩作用并且具有模型不確定性的飛行器的姿態(tài)控制問題。以高超聲速飛行器姿態(tài)控制為例,本文提出了結(jié)合干擾觀測器和最優(yōu)切換控制的魯棒最優(yōu)開關(guān)控制器設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用干擾觀測器來估計(jì)擾動,然后用連續(xù)舵控制來補(bǔ)償擾動。在補(bǔ)償后的標(biāo)稱系統(tǒng)動力學(xué)模型基礎(chǔ)上,應(yīng)用基于模型的近似動態(tài)規(guī)劃方法來尋找最優(yōu)... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

“標(biāo)準(zhǔn)”3動能攔截器

圖 1.1 “標(biāo)準(zhǔn)”3 動能攔截器 圖 1.2 動能攔截器結(jié)構(gòu)示意圖2) 采用單次開啟的固體脈沖發(fā)動機(jī)的飛行器固體脈沖發(fā)動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)[37]，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈，炮彈和火箭彈等制導(dǎo)武器的姿態(tài)軌道控制中。為充分利用固體脈沖發(fā)動機(jī)，此類飛行器在末制導(dǎo)段都是滾轉(zhuǎn)的。美國 PAC-3 系統(tǒng)中的 ERINT-1 攔截彈在質(zhì)心之前安裝有180 個(gè)脈沖推力器，呈環(huán)形分布，用于迅速改變彈體姿態(tài)，建立攻角[29]。俄羅斯的 S－400 系統(tǒng) 9M96E 和 9M96E2 兩種型號，直接力是通過公共燃燒室生成燃?xì)夂脱b在攔截彈質(zhì)心附近的 24 個(gè)可控的微型噴管(共 2 圈，每圈 12 個(gè))組成的“側(cè)向推力發(fā)動機(jī)系統(tǒng)”產(chǎn)生的[30]，用于直接產(chǎn)生變軌的控制力，如圖 1.4 所示。超高速動能導(dǎo)彈(HVM)是一種靠動能擊毀目標(biāo)的武器，由于其高速運(yùn)動，HVM 全程飛行只有大約 4s，在這么短的時(shí)間內(nèi)要求 HVM 快速消除初始擾動誤差，在各種提供控制力的方法中只有采用的微型脈沖推力器是響應(yīng)時(shí)間最快的[38]。為提高制導(dǎo)彈藥的效費(fèi)比，俄羅斯，美國和瑞典等提出末端修正制導(dǎo)彈藥技術(shù)，脈沖力控制是一種低成本，高效的末端修正方[33]

美國 PAC-3 系統(tǒng)中的 ERINT-1 攔截彈在質(zhì)力器，呈環(huán)形分布，用于迅速改變彈體姿態(tài)，建立攻角[29]M96E 和 9M96E2 兩種型號，直接力是通過公共燃燒室生成的 24 個(gè)可控的微型噴管(共 2 圈，每圈 12 個(gè))組成的“側(cè)[30]，用于直接產(chǎn)生變軌的控制力，如圖 1.4 所示。超高速動擊毀目標(biāo)的武器，由于其高速運(yùn)動，HVM 全程飛行只有要求 HVM 快速消除初始擾動誤差，在各種提供控制力的推力器是響應(yīng)時(shí)間最快的[38]。為提高制導(dǎo)彈藥的效費(fèi)比，末端修正制導(dǎo)彈藥技術(shù)，脈沖力控制是一種低成本，高效 1.5 所示為美國的 XM395 激光半主動末制導(dǎo)炮彈。彈體頭心附近安裝脈沖噴管，并在彈上安裝滾轉(zhuǎn)陀螺測量彈體滾軸與彈目連線的夾角，彈上計(jì)算機(jī)通過判斷當(dāng)前的點(diǎn)火等時(shí)間并且失調(diào)角是否達(dá)到點(diǎn)火閾值來決定是否點(diǎn)火，從而

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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[4]基于Filippov微分包含解的非平滑控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究[D]. 鄭凱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[5]基于預(yù)測控制的大氣層外KKV制導(dǎo)控制規(guī)律研究[D]. 楊寶慶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]常值推力姿態(tài)控制方法研究[D]. 郭清晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3146726