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《南京航空航天大学》 2012年
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空-空导弹μ综合控制器设计与研究

臧月进  
【摘要】:保证整个飞行包线内的高机动性是第四代空-空导弹自动驾驶仪的特征之一,因此控制器设计面临的问题不再只是对指令的快速响应或者系统稳定性基础上的大机动性控制能力,还需要保证大剖面内的鲁棒性。主导过去几十年空-空导弹自动驾驶仪设计的经典控制方法很难满足这些要求,而鲁棒μ综合方法能将被控对象的不确定性纳入到控制器的设计过程中,是解决第四代空-空导弹自动驾驶仪控制器设计问题的一个有效途径。 论文首先建立了样例空-空导弹的数学模型,将各类不确定性归算后应用μ综合方法设计了纵向和横侧向控制器,并采用μ分析来测验相应控制器的鲁棒性。为实现全弹道内的稳定指令飞行,着重研究了一类基于插值的μ综合控制器增益调度策略:建立了以动压为调度变量,基于控制器实现矩阵插值和控制信号插值的两种调度方案。通过仿真分析,提出了一种“调节/混合”的改进调度方案,实现了控制器间的平滑切换,保证了在线和离线系统状态的一致性。 其次,针对控制器的工程可实现性,研究并完成了控制器降阶优化和实现方法。μ综合控制器有与模型可比的阶次,通过平衡截断和Hankel范数逼近两种方法降阶对比,证明了Hankel范数逼近法更适合样例导弹的降阶优化;针对控制器刚性特征,设计了一种“带外推的隐式欧拉”的差分算法,实时仿真表明了该算法具有显著的收敛性和快速性。 最后,在Maltab/Simulink下建立非线性仿真平台,通过定点仿真和全弹道仿真验证了样例空-空导弹增益调度μ综合控制器在非线性下的控制品质与鲁棒性,结果表明:设计的控制器具有快速的指令响应能力,满足提出的性能要求并具有良好的鲁棒性;而设计的调度方案也保证了全弹道的稳定指令飞行。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TJ762.23

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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