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空空导弹越肩发射制导控制系统设计

李红超  
【摘要】: 越肩发射技术作为一种新型火控方式,目前正受到各国越来越多的关注。本文研究BTT空空导弹越肩发射制导控制系统设计问题。研究内容主要包括越肩发射程序转弯段优化分析和设计,转弯段姿态控制系统设计以及BTT比例导引律的分析。 首先,建立了BTT空空导弹的数学模型,在此基础上得到了系统的姿态控制模型,并结合具体数据对弹体气动特性进行了分析。 其次,基于高斯伪谱方法对越肩发射程序转弯段进行了优化分析并对转弯指令进行了设计。在建立优化问题数学模型时,忽略了姿态控制系统的特性,得到了简化的转弯段运动模型,并将最大转弯角度作为优化问题性能指标。分析了助推火箭发动机推力、发动机总冲、导弹转弯高度等因素对转弯能力的影响,并结合优化分析的结果,对转弯指令进行了设计。 然后,基于SDRE方法对越肩发射转弯段姿态控制系统进行了设计。在非线性姿态控制模型基础上,推导了俯仰通道和横侧通道的SDC模型,然后分别设计了气动力控制子系统和反作用射流控制子系统。 最后,对BTT空空导弹比例导引律进行了深入分析。结合BTT控制的特点,推导了极坐标系下的弹目相对运动方程,建立了BTT导弹制导控制系统的数学模型,在此基础上对BTT比例导引律进行了分析。理论和仿真分析结果表明,比例导引律下BTT导弹制导回路滚动通道在接近末制导终端时刻存在着失稳现象。


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