滑翔飞行器控制理论研究

论文摘要

本文以无动力滑翔飞行器为研究对象,对带有末端角约束的导引律及BTT控制技术在无动力滑翔飞行器的控制系统上的应用进行研究。本文的主要研究内容和相关的成果如下:首先建立了弹体动力学与运动学方程,并进行了线性化简化。首先对飞行器BTT制导指令可分别对纵向和侧向通道在直角坐标系下进行设计,然后通过指令转换器转换成BTT控制所需的极坐标系指令。针对飞行器弹道末段需要控制俯仰角的要求,本文推导了一种带有末端角约束的制导律,在保证命中精度的同时,通过限制飞行器的末端视线角间接地控制飞行器的末段俯仰角。通过BTT控制技术在滚转控制回路的运用,可以保证飞行器在一定离轴条件下的航向控制能力及横向过载。并设计了方案弹道,通过四个工作弹道段的设计,解决了弹道初始稳定、方案弹道与导引弹道的平稳交接,保证了弹道末端姿态控制的要求。通过数学仿真验证,本课题设计的飞行器控制系统能够满足无动力滑翔飞行器的控制及制导精度要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究目的和意义
• 1.2 国内外相关领域研究现状
• 1.2.1 BTT导弹特点及发展
• 1.2.2 导弹控制系统研究现状
• 1.2.3 导弹制导规律的研究现状
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第2章 飞行器数学模型及控制系统
• 2.1 飞行器控制及制导系统总体设计
• 2.1.1 组合导航系统
• 2.1.2 飞行控制系统
• 2.2 飞行器数学模型建立
• 2.2.1 弹体动力学与运动学方程
• 2.2.2 弹体的简化线性模型
• 2.3 制导系统指令生成方法
• 2.3.1 制导指令生成
• 2.3.2 制导指令转换
• 2.4 自动驾驶仪设计的要求
• 2.5 小结
• 第3章 具有末端角约束的制导律设计
• 3.1 引言
• 3.2 带末端角约束的制导律问题描述
• 3.2.1 弹目运动模型
• 3.2.2 末端角约束问题
• 3.3 带末端角约束的制导律设计
• 3.3.1 基于视线角速率的制导律
• 3.3.2 带末端角约束的制导律
• 3.4 数学仿真
• 3.5 小结
• 第4章 弹道及控制回路设计
• 4.1 弹道设计
• 4.1.1 俯仰弹道
• 4.1.2 偏航弹道
• 4.2 过载自动驾驶仪研究
• 4.2.1 过载自动驾驶仪的典型结构
• 4.2.2 过载自动驾驶仪设计
• 4.3 控制回路设计
• 4.3.1 弹体的控制特性分析
• 4.3.2 控制回路的工作原理
• 4.3.3 俯仰通道控制回路设计
• 4.3.4 偏航通道控制回路设计
• 4.3.5 滚转通道控制回路设计
• 4.4 小结
• 第5章 控制系统数学仿真
• 5.1 干扰源分析
• 5.2 统计方法
• 5.3 仿真结果
• 5.3.1 稳定回路仿真
• 5.3.2 导引回路仿真
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历