直接側(cè)向力與氣動(dòng)力復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-05-08 19:20
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)高空、大機(jī)動(dòng)目標(biāo)的精確攔截,防空導(dǎo)彈在傳統(tǒng)的氣動(dòng)力控制基礎(chǔ)上引入直接側(cè)向力控制技術(shù),通過(guò)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的側(cè)向推力快速建立大過(guò)載,提高了導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)性能。由于直接側(cè)向力的引入,導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)涉及對(duì)控制指令在兩種執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的控制分配問(wèn)題;同時(shí),直接側(cè)向力與氣動(dòng)力復(fù)合控制導(dǎo)彈模型具有非線性特性和變量約束,使得導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。本文以ERINT1導(dǎo)彈為例,研究基于預(yù)測(cè)控制算法的姿控式復(fù)合控制導(dǎo)彈的姿態(tài)控制問(wèn)題。首先,分別對(duì)氣動(dòng)力控制和直接側(cè)向力控制兩種控制方式下的導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)特性分析,定量比較兩種控制方式在建立導(dǎo)彈攻角的響應(yīng)時(shí)間上的差異;同時(shí),對(duì)影響兩種控制方式下系統(tǒng)控制性能的主要因素進(jìn)行定性分析,討論復(fù)合控制方式的適用條件及切換時(shí)機(jī)。其次,基于混合邏輯動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制方法,對(duì)復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。建立復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)的混合邏輯動(dòng)態(tài)模型,將該受約束強(qiáng)非線性系統(tǒng)的非線性特性及變量約束以不等式方程組的形式表示出來(lái);同時(shí),設(shè)計(jì)基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的預(yù)測(cè)控制算法,通過(guò)加權(quán)系數(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)姿態(tài)控制指令在兩種執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的分配;此外,將預(yù)測(cè)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化...
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
1.2.1 復(fù)合控制機(jī)理的研究
1.2.2 復(fù)合控制方法的研究
1.2.3 預(yù)測(cè)控制的研究
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排
第2章 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
2.1 引言
2.2 坐標(biāo)系及坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
2.2.1 坐標(biāo)系的定義
2.2.2 坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
2.3 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)運(yùn)動(dòng)模型的建立
2.3.1 直接側(cè)向力模型
2.3.2 復(fù)合控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型
2.3.3 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)運(yùn)動(dòng)模型的化簡(jiǎn)
2.4 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制特性分析
3.1 引言
3.2 氣動(dòng)力控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制特性分析
3.2.1 氣動(dòng)力控制開(kāi)環(huán)特性分析
3.2.2 氣動(dòng)力控制性能影響因素分析
3.3 直接側(cè)向力控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制特性分析
3.3.1 直接側(cè)向力控制開(kāi)環(huán)特性分析
3.3.2 直接側(cè)向力控制性能影響因素分析
3.4 復(fù)合控制方式適用條件和切換時(shí)機(jī)分析
3.4.1 復(fù)合控制方式的適用條件
3.4.2 復(fù)合控制方式的切換時(shí)機(jī)
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的預(yù)測(cè)控制方法
4.1 引言
4.2 混合邏輯動(dòng)態(tài)建模方法
4.3 基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的預(yù)測(cè)控制問(wèn)題
4.3.1 問(wèn)題描述
4.3.2 問(wèn)題求解
4.4 實(shí)例仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 引言
5.2 復(fù)合控制導(dǎo)彈混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的建立
5.2.1 分段線性化
5.2.2 不等式方程組的建立
5.3 基于預(yù)測(cè)控制的復(fù)合姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.3.1 性能指標(biāo)
5.3.2 加權(quán)矩陣
5.3.3 控制周期
5.3.4 預(yù)測(cè)時(shí)域
5.4 仿真結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]姿控式直接側(cè)向力與氣動(dòng)力復(fù)合控制策略設(shè)計(jì)[J]. 姚郁,畢永濤. 航空學(xué)報(bào). 2010(04)
[2]直接力控制導(dǎo)彈的擬人智能自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)[J]. 王楓,袁飛,王青,張明廉. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(22)
[3]基于自適應(yīng)滑模與模糊控制的導(dǎo)彈直接力/氣動(dòng)力復(fù)合控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 董朝陽(yáng),王楓,高曉穎,王青. 航空學(xué)報(bào). 2008(01)
[4]先進(jìn)防空導(dǎo)彈直接力/氣動(dòng)力復(fù)合控制關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 李玉林,楊樹(shù)興. 兵工學(xué)報(bào). 2007(12)
[5]姿控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火邏輯研究[J]. 朱京. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2007(03)
[6]基于混合邏輯的非線性系統(tǒng)多模型預(yù)測(cè)控制[J]. 鄒濤,王昕,李少遠(yuǎn). 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2007(02)
[7]基于模糊邏輯的導(dǎo)彈復(fù)合控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周銳. 控制與決策. 2006(07)
[8]基于動(dòng)態(tài)逆和能量原則的導(dǎo)彈直接力-氣動(dòng)力復(fù)合控制[J]. 劉忠,梁曉庚,曹秉剛. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(07)
[9]大氣層內(nèi)燃?xì)鈩?dòng)力與氣動(dòng)力復(fù)合控制方法探討[J]. 魏明英. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2006(01)
[10]遠(yuǎn)程地空導(dǎo)彈直接力/氣動(dòng)力復(fù)合控制技術(shù)研究[J]. 葛致磊,周軍. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]混雜系統(tǒng)理論及在非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 張聚.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于混合邏輯動(dòng)態(tài)的分段線性系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制[D]. 熊漢華.上海交通大學(xué) 2009
[2]直接側(cè)向力技術(shù)的應(yīng)用研究[D]. 郝波.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3652231
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
1.2.1 復(fù)合控制機(jī)理的研究
1.2.2 復(fù)合控制方法的研究
1.2.3 預(yù)測(cè)控制的研究
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排
第2章 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
2.1 引言
2.2 坐標(biāo)系及坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
2.2.1 坐標(biāo)系的定義
2.2.2 坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換
2.3 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)運(yùn)動(dòng)模型的建立
2.3.1 直接側(cè)向力模型
2.3.2 復(fù)合控制導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型
2.3.3 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)運(yùn)動(dòng)模型的化簡(jiǎn)
2.4 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制特性分析
3.1 引言
3.2 氣動(dòng)力控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制特性分析
3.2.1 氣動(dòng)力控制開(kāi)環(huán)特性分析
3.2.2 氣動(dòng)力控制性能影響因素分析
3.3 直接側(cè)向力控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制特性分析
3.3.1 直接側(cè)向力控制開(kāi)環(huán)特性分析
3.3.2 直接側(cè)向力控制性能影響因素分析
3.4 復(fù)合控制方式適用條件和切換時(shí)機(jī)分析
3.4.1 復(fù)合控制方式的適用條件
3.4.2 復(fù)合控制方式的切換時(shí)機(jī)
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的預(yù)測(cè)控制方法
4.1 引言
4.2 混合邏輯動(dòng)態(tài)建模方法
4.3 基于混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的預(yù)測(cè)控制問(wèn)題
4.3.1 問(wèn)題描述
4.3.2 問(wèn)題求解
4.4 實(shí)例仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合控制導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 引言
5.2 復(fù)合控制導(dǎo)彈混合邏輯動(dòng)態(tài)模型的建立
5.2.1 分段線性化
5.2.2 不等式方程組的建立
5.3 基于預(yù)測(cè)控制的復(fù)合姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.3.1 性能指標(biāo)
5.3.2 加權(quán)矩陣
5.3.3 控制周期
5.3.4 預(yù)測(cè)時(shí)域
5.4 仿真結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]姿控式直接側(cè)向力與氣動(dòng)力復(fù)合控制策略設(shè)計(jì)[J]. 姚郁,畢永濤. 航空學(xué)報(bào). 2010(04)
[2]直接力控制導(dǎo)彈的擬人智能自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)[J]. 王楓,袁飛,王青,張明廉. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(22)
[3]基于自適應(yīng)滑模與模糊控制的導(dǎo)彈直接力/氣動(dòng)力復(fù)合控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 董朝陽(yáng),王楓,高曉穎,王青. 航空學(xué)報(bào). 2008(01)
[4]先進(jìn)防空導(dǎo)彈直接力/氣動(dòng)力復(fù)合控制關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 李玉林,楊樹(shù)興. 兵工學(xué)報(bào). 2007(12)
[5]姿控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火邏輯研究[J]. 朱京. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2007(03)
[6]基于混合邏輯的非線性系統(tǒng)多模型預(yù)測(cè)控制[J]. 鄒濤,王昕,李少遠(yuǎn). 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2007(02)
[7]基于模糊邏輯的導(dǎo)彈復(fù)合控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周銳. 控制與決策. 2006(07)
[8]基于動(dòng)態(tài)逆和能量原則的導(dǎo)彈直接力-氣動(dòng)力復(fù)合控制[J]. 劉忠,梁曉庚,曹秉剛. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(07)
[9]大氣層內(nèi)燃?xì)鈩?dòng)力與氣動(dòng)力復(fù)合控制方法探討[J]. 魏明英. 現(xiàn)代防御技術(shù). 2006(01)
[10]遠(yuǎn)程地空導(dǎo)彈直接力/氣動(dòng)力復(fù)合控制技術(shù)研究[J]. 葛致磊,周軍. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]混雜系統(tǒng)理論及在非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 張聚.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于混合邏輯動(dòng)態(tài)的分段線性系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制[D]. 熊漢華.上海交通大學(xué) 2009
[2]直接側(cè)向力技術(shù)的應(yīng)用研究[D]. 郝波.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3652231
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