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BTT导弹鲁棒H_∞自动驾驶仪设计

倾斜转弯(BTT)控制技术是一种全新的导弹控制技术,对发展远程、高速、高精度与高机动的导弹武器系统具有重要的理论和应用价值。BTT控制技术的控制特点决定了BTT导弹的数学模型存在运动学耦合、气动耦合、惯性耦合和控制耦合等多种耦合因素,因此目前侧滑转弯(STT)导弹广泛采用的自动驾驶仪三通道独立设计方法已不能满足BTT导弹控制系统的设计要求。又由于用传统方法设计的自动驾驶仪鲁棒性不高,为控制导弹沿全弹道飞行,需逐段切换自动驾驶仪的增益。因此,如希望按一个特征点设计的自动驾驶仪能够控制BTT导弹沿全弹道稳定、准确地飞行,就要利用多变量鲁棒设计方法设计BTT导弹的自动驾驶仪。本文利用鲁棒H_∞控制理论设计了高性能BTT导弹自动驾驶仪。该设计方法克服了传统自动驾驶仪在控制导弹飞行中需逐段切换增益的不足,能控制BTT导弹在大空域内沿全弹道稳定飞行,并能精确拦截机动目标。本文的研究工作主要表现在以下几个方面:1.对所研究BTT导弹实际对象的  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

BTT导弹鲁棒自动驾驶仪设计

现代导弹控制技术一般可分为侧滑转弯(Skid-to-Turn,STT)控制技术和倾斜转弯(Bank-to-Tum,BTT)控制技术。BTT控制技术在完成导弹高机动、高速度和远射程等战术任务方面具有较大的优势,是当今世界导弹控制技术领域内用来改善现有战术导弹性能的一项重要技术,也是未来战术导弹控制技术发展的趋势之一。BTT导弹自动驾驶仪设计是BTT控制技术的核心,本文研究了大飞行包线内BTT导弹自动驾驶仪的鲁棒性设计问题,主要工作包括:第一,根据导弹运动学耦合、气动耦合以及惯性耦合等特性分析,在适当简化和假设的基础上,选择工程上易测量的变量作为状态变量建立了BTT导弹滚转通道和俯仰/偏航通道的数学模型。第二,应用内外双回路控制器设计思想和鲁棒控制中的结构奇异值μ设计理论,针对耦合较为严重的俯仰/偏航通道,基于某一特征点的名义数学模型设计了双回路鲁棒自动驾驶仪。内回路控制器采用线性二次调节器方法设计,将实际等效模型与名义设计模型之间...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

小灵巧炸弹末制导关键技术研究

小灵巧炸弹(Small Smart Bomb, SSB)是一种轻型、小巧的面对称航空制导弹药。它采用大展弦比气动外形,可以在防区外投射。SSB采用卫星定位结合低成本惯性组件作为中制导方式、低成本电视导引头作为末制导的复合制导体制。本文针对电视制导小灵巧炸弹末制导阶段系统设计中的若干关键技术进行了深入的研究,主要内容如下:(1)研究了小灵巧炸弹系统概念,研究了电视导引头图像处理装置的设计与实现、倾斜转弯(BTT)自动驾驶仪设计、基于电视制导的三维导引律设计和SSB全系统六自由度数字仿真及精度分析等末制导系统设计中的四项关键技术。(2)针对SSB电视制导问题,分析、明确了电视制导目标跟踪算法的设计思路。通过模板分割置信度加权修正方法提出了一种具有高精度与鲁棒性的改进NProd相关度量算法——PWNPRod算法;通过基于Kalman滤波的目标运动轨迹预估在提高实时性能的同时进一步加强了快速目标跟踪的鲁棒性能;通过提出一种基于子模板相关...  (本文共197页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

BTT导弹鲁棒自动驾驶仪设计

提高导弹系统的性能,是获得战场上的优势的一条有效途径,各国都投入了足够的精力来研发速度更快、机动性更强的新型导弹系统。相对于传统侧滑转弯(STT)控制技术,BTT控制技术在提高导弹速度、射程和机动性方面更有优势,所以加强BTT控制技术的研究对新型导弹控制系统的研发具有重要应用价值。但是,由于BTT控制技术的特性使得导弹数学模型通道间耦合作用较强,并且系统的不确定性严重影响系统的性能和稳定性,所以要保证BTT导弹稳定地飞行,就需要为其设计一个鲁棒性较强的自动驾驶仪。本文用现代控制理论中的H∞混合灵敏度方法结合LQR理论,在特征点上为BTT导弹设计了鲁棒自动驾驶仪。设计的自动驾驶仪不但能够控制导弹稳定飞行,而且具有超调小、跟踪指令信号快和鲁棒性较强的优点。本文主要工作包括以下几个方面:1、为了便于设计控制器,从导弹受到的外力和力矩着手推导,建立BTT导弹的数学模型。考虑到状态变量攻角和侧滑角不能精确测量,为方便设计控制器,将纵向和侧...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

《计算机测量与控制》2013年01期
计算机测量与控制

空空导弹增益调度鲁棒H_∞控制自动驾驶仪设计

0引言随着第四代战斗机的出现要求空空导弹具有更大的作战空域、更高的机动性和敏捷性。BTT控制技术在完成导弹高机动、高速度和远射程等战术任务方面具有较大的优势,而BTT导弹自动驾驶仪设计是BTT导弹控制技术的核心。汤一华采用H∞混合灵敏度设计方法设计了沿全弹道飞行的BTT导弹鲁棒自动驾驶仪[1];姚成法采用μ综合设计方法,设计了大飞行包线内BTT导弹鲁棒自动驾驶仪[2]。导弹的飞行动力学特性是高度非线性的,并且系统参数在大范围内剧烈变化,这种基于某一特征点的名义数学模型设计的鲁棒自动驾驶仪具有很大的保守性。传统变增益控制的局部设计是基于系统的线性时不变近似,虽然可以保证系统在每个工作点上具有所需要的鲁棒稳定性、鲁棒性能,然而实际的系统是非线性的,设计者事先不能评价传统变增益控制所保证的系统稳定性、鲁棒性和性能品质,所有的这些都必须依赖于大量的计算和仿真[3]。本文采用基于线性变参数(LPV)系统的增益调度H∞鲁棒控制方法设计BTT...  (本文共3页) 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

超声速巡航导弹控制方法研究

论文以超声速巡航导弹高度控制、BTT控制以及综合飞行/推进控制为研究背景,开展控制方法研究和六自由度弹道仿真检验。为增加导弹射程和提高突防概率,目前超声速巡航导弹大都采用高低空巡航弹道,且对导弹巡航段、爬升段以及下滑段的高度控制性能要求较高。高低空弹道弹体参数差别较大,为此论文提出高度控制采取内外环控制构型并在外环采用基于李亚普诺夫稳定理论的变结构方法。为削弱变结构控制固有的抖振特性,采用在变结构控制基础上并联PD控制的方法。通过与经典PD控制的性能比较,验证变结构并联PD控制方法不但对弹体参数摄动具有良好的鲁棒性,而且能较好地削弱抖振的影响。为改善弹体的升阻比特性和增强导弹的机动能力,超声速巡航导弹大都采用非轴对称气动外形,该外形下的进气道布置以及冲压发动机的稳定工作要求导弹侧滑角较小,导弹侧向机动必须采用BTT技术。BTT导弹的俯仰/偏航通道为具有强烈运动耦合的多输入多输出系统。通过分析加权函数阵的选取原则和措施以优化确定其...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>