論文主要研究了在舵機(jī)約束下STT導(dǎo)彈自動(dòng)駕駛儀的設(shè)計(jì)問(wèn)題,將舵機(jī)對(duì)自動(dòng)駕駛儀的兩個(gè)主要約束,即舵機(jī)處開(kāi)環(huán)截止頻率約束和舵偏角速度約束用公式的形式表達(dá)出來(lái),加入到控制器設(shè)計(jì)的過(guò)程中,使得控制器在設(shè)計(jì)完成時(shí)自動(dòng)滿足開(kāi)環(huán)截止頻率約束和舵偏角速度限制。自動(dòng)駕駛儀的俯仰、偏航通道采用最優(yōu)控制理論,選取跟蹤誤差的平方積分作為性能指標(biāo),求出性能指標(biāo)的解析表達(dá)式,然后將舵機(jī)處開(kāi)環(huán)截止頻率和舵偏角速度作為約束,求解控制器參數(shù)。滾動(dòng)通道采用PD控制結(jié)構(gòu),分別使用經(jīng)典控制理論和最優(yōu)控制理論進(jìn)行設(shè)計(jì),并分析了兩種方法的差異。為了提高自動(dòng)駕駛儀的性能,對(duì)俯仰、偏航通道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),將舵機(jī)動(dòng)力學(xué)加入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,使用狀態(tài)空間模型進(jìn)行分析。首先使用內(nèi)模原理建立控制結(jié)構(gòu)并從內(nèi)模原理的角度揭示了偽攻角自動(dòng)駕駛儀的結(jié)構(gòu)來(lái)源,接著推導(dǎo)出由舵機(jī)動(dòng)力學(xué)主導(dǎo)的極點(diǎn)位置與頻域分析法中舵機(jī)處開(kāi)環(huán)截止頻率約束的關(guān)系式,并用零點(diǎn)與主導(dǎo)極點(diǎn)的位置關(guān)系抑制系統(tǒng)負(fù)調(diào),然后使用部分狀態(tài)反饋在舵機(jī)動(dòng)力學(xué)和零點(diǎn)約束下配置系統(tǒng)極點(diǎn)。為了驗(yàn)證自動(dòng)駕駛儀的控制性能,最后選取了合適的導(dǎo)彈空間運(yùn)動(dòng)模型和相應(yīng)的制導(dǎo)律對(duì)所設(shè)計(jì)的自動(dòng)駕駛儀進(jìn)行全彈道仿真,并分析了仿...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 自動(dòng)駕駛儀的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作及內(nèi)容安排
2 導(dǎo)彈控制系統(tǒng)建模
    2.1 常用坐標(biāo)系的定義
    2.2 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
    2.3 導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組
        2.3.1 導(dǎo)彈所受的力和力矩
        2.3.2 動(dòng)力學(xué)方程
        2.3.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.3.4 幾何關(guān)系方程
        2.3.5 導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組
        2.3.6 導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組的線性化
    2.4 短周期運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù)
    2.5 特征點(diǎn)的選擇
    2.6 本章小結(jié)
3 基于舵機(jī)約束的自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)
    3.1 俯仰通道控制結(jié)構(gòu)的傳遞函數(shù)
    3.2 俯仰通道待定系數(shù)設(shè)計(jì)方法
    3.3 俯仰通道最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
        3.3.1 性能指標(biāo)的選擇
        3.3.2 舵機(jī)處開(kāi)環(huán)截止頻率約束的公式化表達(dá)
        3.3.3 基于舵機(jī)處開(kāi)環(huán)截止頻率約束的最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
        3.3.4 舵偏角速度約束分析
        3.3.5 舵偏角速度的公式化表示與最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
        3.3.6 多種約束時(shí)的最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
    3.4 俯仰通道魯棒性與設(shè)計(jì)結(jié)果
    3.5 滾轉(zhuǎn)通道最優(yōu)自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)
        3.5.1 滾動(dòng)通道結(jié)構(gòu)框圖
        3.5.2 滾動(dòng)通道經(jīng)典控制器設(shè)計(jì)
        3.5.3 滾動(dòng)通道最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
4 加入舵機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的自動(dòng)駕駛儀設(shè)計(jì)
    4.1 舵機(jī)與彈體的狀態(tài)空間模型與狀態(tài)反饋
        4.1.1 內(nèi)�？刂破�
        4.1.2 舵機(jī)與彈體的狀態(tài)空間模型
        4.1.3 系統(tǒng)能控性判別
        4.1.4 狀態(tài)反饋矩陣求解
    4.2 自動(dòng)駕駛儀極點(diǎn)配置分析
        4.2.1 主導(dǎo)極點(diǎn)間相對(duì)位置分析
        4.2.2 主導(dǎo)極點(diǎn)絕對(duì)位置分析
        4.2.3 零點(diǎn)對(duì)主導(dǎo)極點(diǎn)位置影響
    4.3 參數(shù)調(diào)整與設(shè)計(jì)結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
5 全彈道仿真與優(yōu)化
    5.1 導(dǎo)彈六自由度仿真
        5.1.1 六自由度仿真模型選擇
        5.1.2 導(dǎo)引律
        5.1.3 仿真結(jié)果
    5.2 滾動(dòng)回路引入積分項(xiàng)
    5.3 加入舵機(jī)環(huán)節(jié)對(duì)期望極點(diǎn)的影響
    5.4 參數(shù)變化時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3916879