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巡航导弹纵向通道控制方法研究

赵曦晶  
【摘要】: 巡航导弹是一种射程远、精度高、杀伤力强的高技术精确制导武器,控制系统是其最为重要的组成部分。本文以某型巡航导弹的飞行控制系统为研究对象,将变结构控制方法和模糊控制方法应用于巡航导弹纵向通道控制之中,设计了巡航导弹纵向通道控制器并进行了仿真研究,具体工作有以下几方面: 导弹动力学模型的建立。在详细分析导弹运动学和动力学方程的基础上,给出了导弹的运动模型,且对此模型进行了简化,得到了线性化的小扰动短周期导弹运动模型,并对此导弹模型的纵向通道特性进行了简要分析。 导弹纵向通道变结构控制器设计。由于巡航导弹在飞行过程中,飞行高度、速度和飞行环境等是时变的,使得导弹动态特性也随之变化,因此,弹体的参数是时变的,普通的线性控制器难以满足系统要求。针对传统控制方法的不足,本文应用变结构控制方法,选择了适当的切换函数和到达律,设计了滑动模态变结构控制函数,进而设计了导弹纵向通道变结构控制器。仿真结果表明,所设计的变结构控制器对系统参数摄动及外部干扰具有较强的鲁棒性,动态性能良好,且无明显的抖动现象。 导弹纵向通道模糊控制器设计。针对导弹控制系统很难建立精确的数学模型的特点,将模糊控制方法应用于导弹姿态控制中,在合理选择隶属函数和制定模糊控制表的基础上,设计了导弹纵向通道模糊控制器。仿真结果表明,所设计的模糊控制器具有较高的稳态精度,在小扰动情况下仍能保持较好的控制效果,提高了系统的动态品质与稳定水平。


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