大角度俯沖攻擊導(dǎo)引與控制一體化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、目前隨著導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的發(fā)展，需要新一代導(dǎo)彈具備高速、遠(yuǎn)程和較好的突防能力，為此，本文所研究的超聲速導(dǎo)彈采用了全程高空巡航、末端直接俯沖打擊目標(biāo)、俯沖中加入側(cè)向機(jī)動(dòng)的飛行方案。在高速、大空域飛行和高機(jī)動(dòng)俯沖的條件下，導(dǎo)彈的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化范圍很寬。為了保證良好的操縱性、穩(wěn)定性、快速性和滿足大機(jī)動(dòng)的要求，需要自適應(yīng)性好、魯棒性強(qiáng)的控制回路設(shè)計(jì)。本文將隨機(jī)魯棒控制分析與設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之中，設(shè)計(jì)了該導(dǎo)彈的姿態(tài)控制器。主要

2、的工作如下：
　　首先，給出了導(dǎo)彈動(dòng)力學(xué)建模過程，在詳細(xì)分析導(dǎo)彈動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上，得到了導(dǎo)彈的數(shù)學(xué)模型，并在允許的條件下簡(jiǎn)化得到了導(dǎo)彈線性化小擾動(dòng)短周期運(yùn)動(dòng)模型。
　　其次，采用魯棒的方法設(shè)計(jì)控制律。依據(jù)系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)要求，建立面向于工程設(shè)計(jì)的隨機(jī)魯棒代價(jià)函數(shù)。通過蒙特卡羅估計(jì)方法來確定度量值的概率，并在每個(gè)樣本處檢驗(yàn)系統(tǒng)閉環(huán)特性的可接受性。然后通過隨機(jī)魯棒代價(jià)函數(shù)來對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能指標(biāo)間不均衡度

3、量值進(jìn)行協(xié)調(diào)。應(yīng)用遺傳算法對(duì)代價(jià)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而獲得最優(yōu)補(bǔ)償器G。建立線性最優(yōu)二次型(LQR)狀態(tài)調(diào)節(jié)器，設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)優(yōu)化的設(shè)計(jì)向量以及被控對(duì)象模型求解出魯棒控制律。隨后對(duì)包含控制器的導(dǎo)彈閉環(huán)系統(tǒng)的有關(guān)特性進(jìn)行分析。
　　再則，對(duì)下滑過程中的機(jī)動(dòng)分別采用BTT和STT控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，探討了滿足制導(dǎo)結(jié)束時(shí)散布要求情況下的最大機(jī)動(dòng)能力，并對(duì)二者進(jìn)行比較。
　　最后，根據(jù)導(dǎo)彈動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，進(jìn)行了6DOF數(shù)學(xué)仿真。分