傳統(tǒng)火箭彈具有速度小,機動性差,命中精度低的特點,難以滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要。隨著精確制導技術(shù)的發(fā)展,該技術(shù)可用于提高火箭彈的精確打擊能力。本文以某型火箭彈改型為背景,在原火箭彈彈徑尺寸不改變條件下,通過引入飛控執(zhí)行機構(gòu),使火箭彈具有制導能力。文中給出了新型火箭彈的總體設計方案,并針對改型后火箭彈的俯仰、偏航通道的交叉耦合及姿態(tài)控制系統(tǒng)設計開展了深入的研究。依據(jù)火箭彈戰(zhàn)術(shù)指標,對火箭彈總體進行設計。由于火箭彈彈體內(nèi)尺寸限制,只允許采用一對鴨舵作為飛控執(zhí)行機構(gòu)。為了實現(xiàn)一對鴨舵控制兩個通道的功能設計,改型后的火箭彈采用自旋飛行方式,即通過自旋使鴨舵在隨彈體旋轉(zhuǎn)中實現(xiàn)對俯仰和偏航的控制。作為總體設計方案,文中依次給出飛行彈道設計、外形設計、結(jié)構(gòu)設計等,并確定了其中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。由于火箭彈的自旋飛行,使其動力學特性顯著區(qū)別于其它飛行器。為此分析了周期性操縱力和操縱力矩的產(chǎn)生機理,采用等效舵偏角建立了自旋火箭彈的均態(tài)動力學模型。自旋可以有效降低氣動不對稱、推力偏心等干擾因素的影響,減小無控飛行段的散布,保持彈體的穩(wěn)定性,提高命中精度。同時,還將導致氣動耦合、慣性耦合和控制耦合等問題,文中探討了動... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 自旋火箭彈/導彈的發(fā)展
        1.2.2 自旋飛行器的解耦方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 自旋飛行器的姿態(tài)控制系統(tǒng)設計研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
2 自旋火箭彈的總體方案設計
    2.1 引言
    2.2 戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標
    2.3 總體設計方案
        2.3.1 彈道設計
        2.3.2 氣動外形
        2.3.3 結(jié)構(gòu)設計
        2.3.4 制導方式
    2.4 本章小結(jié)
3 自旋火箭彈的數(shù)學模型
    3.1 引言
    3.2 常用坐標系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
    3.3 作用在自旋火箭彈上的力和力矩
        3.3.1 作用在自旋火箭彈上的力
        3.3.2 作用在自旋火箭彈上的力矩
    3.4 自旋火箭彈的操縱力和操縱力矩產(chǎn)生機理
    3.5 自旋火箭彈的飛行動力學模型
        3.5.1 動力學方程
        3.5.2 運動學方程
        3.5.3 質(zhì)量變化方程
        3.5.4 幾何關(guān)系方程
        3.5.5 自旋火箭彈運動方程組
    3.6 擾動運動模型的建立及其線性化
        3.6.1 擾動運動模型
        3.6.2 運動模型的線性化
    3.7 本章小結(jié)
4 自旋火箭彈的解耦
    4.1 引言
    4.2 動力學系統(tǒng)的耦合與彈體動態(tài)特性分析
        4.2.1 動力學系統(tǒng)耦合特性
        4.2.2 彈體動態(tài)特性
    4.3 準彈體坐標系下舵機系統(tǒng)模型
    4.4 自旋火箭彈的逆奈奎斯特陣列分析
        4.4.1 動力學系統(tǒng)的INA分析
        4.4.2 舵機系統(tǒng)的INA分析
    4.5 自旋火箭彈的解耦補償器設計
        4.5.1 動力學系統(tǒng)解耦補償器設計
        4.5.2 舵機系統(tǒng)解耦補償器設計
    4.6 本章小結(jié)
5 自旋火箭彈的姿態(tài)控制系統(tǒng)設計
    5.1 引言
    5.2 PID控制系統(tǒng)設計
    5.3 自適應控制系統(tǒng)設計
        5.3.1 Lyapunov穩(wěn)定性理論
        5.3.2 模型參考自適應控制系統(tǒng)設計
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]自旋導彈控制耦合及補償解耦性能研究[J]. 賈寶,薛林,閆曉勇.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2015(02)
[2]滾轉(zhuǎn)導彈過載駕駛儀控制耦合解耦算法研究[J]. 宋韜,林德福,魏志軍,李川.  兵工學報. 2014(04)
[3]自研“第一”2020生命久長:紅箭—8反坦克導彈[J]. 秦延景.  輕兵器. 2013(19)
[4]國外遠程制導火箭彈技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢[J]. 張明星,黃曉霞.  四川兵工學報. 2013(07)
[5]鴨式布局旋轉(zhuǎn)導彈氣動特性研究[J]. 張平峰,周志超.  上海航天. 2013(03)
[6]一種旋轉(zhuǎn)導彈解耦控制方法[J]. 楊立峰,閆曉勇.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2011(04)
[7]一種單通道旋轉(zhuǎn)導彈自動駕駛儀設計方法[J]. 高慶豐,夏群力,方蜀州,陳羅婧,劉旭輝.  北京理工大學學報. 2011(06)
[8]基于INA方法的旋轉(zhuǎn)導彈解耦研究[J]. 楊明星,楊軍.  計算機仿真. 2011(05)
[9]滾轉(zhuǎn)彈道導彈耦合特性研究[J]. 劉君,孟云鶴,程偉民,湯國建,陳克俊.  彈箭與制導學報. 2011(01)
[10]便攜式反坦克導彈的裝備與發(fā)展[J]. 吳濤,邱娜.  艦船電子工程. 2010(06)

博士論文
[1]旋轉(zhuǎn)制導炮彈飛行彈道及控制系統(tǒng)設計方法研究[D]. 楊榮軍.南京理工大學 2012



本文編號：3177665