鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈飛行控制方法研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭對常規(guī)彈箭武器系統(tǒng)的性能指標(biāo)提出了更高的要求，對大量裝備部隊的常規(guī)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈進行制導(dǎo)化設(shè)計可以大大提高常規(guī)部隊的戰(zhàn)斗力。旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈高速旋轉(zhuǎn)的特性，使其在飛行過程中具有很好的抗干擾能力，同時也增加了對其進行二維彈道修正的難度。本文以一種鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈為研究對象，對其彈道特性、飛行穩(wěn)定性、控制方法和制導(dǎo)方案等方面進行了系統(tǒng)的研究。具體的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　1.針對本文研究的鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈的特殊結(jié)構(gòu)進行了

2、分析，在質(zhì)量分布均勻并關(guān)于彈體縱軸對稱、前后體質(zhì)心和全彈質(zhì)心都在彈體縱軸上的假設(shè)下，結(jié)合該雙旋穩(wěn)定彈的結(jié)構(gòu)特性與常規(guī)制導(dǎo)彈箭6DOF建模的方法，對作用在該雙旋穩(wěn)定彈上的力和力矩進行了分析，推導(dǎo)了其動力學(xué)模型和運動學(xué)模型，最終建立了鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈7DOF剛體彈道模型。
　　2.以鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈7DOF剛體彈道模型為基礎(chǔ)，分別對其在無控和有控的條件下進行了彈道仿真，對其彈道特性進行了分析。針對鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈的雙旋結(jié)構(gòu)和高速

3、旋轉(zhuǎn)特性，利用有控彈道的復(fù)攻角運動方程，對其陀螺穩(wěn)定性、動態(tài)穩(wěn)定性和追隨穩(wěn)定性等飛行穩(wěn)定性能指標(biāo)進行了分析，并對該雙旋穩(wěn)定彈的7DOF剛體彈道模型進行算例仿真驗證了其飛行穩(wěn)定性。
　　3.基于鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈7DOF剛體彈道模型，簡化并推導(dǎo)了適用于控制系統(tǒng)的非線性動力學(xué)模型。推導(dǎo)了一種求取飛行彈道區(qū)域平衡點的方法。以該區(qū)域平衡點作為彈道基準(zhǔn)點，建立了該鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈的準(zhǔn)線性參變模型。在系統(tǒng)狀態(tài)可測的前提條件下，分別使用H2魯

4、棒控制方法和H∞魯棒控制方法對該模型的控制器進行了設(shè)計，并通過算例仿真對兩種方法進行了比較與分析。
　　4.對鴨式布局雙旋穩(wěn)定彈的末制導(dǎo)律進行了研究。首先利用經(jīng)典理論中的修正比例導(dǎo)引法設(shè)計了該雙旋穩(wěn)定彈的末制導(dǎo)律，并進行了算例仿真。針接著，采用現(xiàn)代控制理論中的彈道預(yù)測理論在測量數(shù)據(jù)有限的情況下對其末制導(dǎo)律進行了設(shè)計;對地面低機動性目標(biāo)，將雙旋穩(wěn)定彈對目標(biāo)的追蹤問題轉(zhuǎn)換為對設(shè)立的理想彈道的追蹤問題，通過算例仿真驗證了其正確性，并分析