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远程空空导弹制导控制系统研究

赵晶慧  
【摘要】: 导弹制导控制系统是导弹的核心组成部分,因此制导控制系统的设计具有重要意义。本文以某型远程空空导弹为背景设计了导弹的制导控制系统。 完成的主要工作如下: 空空导弹数学建模。定义了本文进行设计工作所需的坐标系,并给出了坐标系之间的转换关系。分析了作用在导弹上的力和力矩,给出了导弹的运动学、动力学方程、质量方程和操纵关系方程,得到导弹的数学模型。 空空导弹制导规律设计。针对空空导弹攻击大机动目标的特点,以精确性为目的,并考虑到工程实际应用,利用滑模控制理论对不确定性不敏感的鲁棒性设计了自适应滑模制导律;分析了影响比例导引律的5种因素,提出了对导弹加速度和重力加速度进行补偿的修正比例制导律。仿真结果表明这两种末制导律制导精度较高,满足远程空空导弹的制导要求。 空空导弹控制器的设计。在导弹数学模型的基础上,并在一定条件下进行了简化,建立了空空导弹的线性化控制模型。针对传统控制方法的不足,本文应用变结构控制理论,选择了带有积分项的切换函数和指数趋近律,设计了变结构控制器。仿真结果表明,变结构控制器动态性能良好,对系统参数摄动和外部干扰具有较好的鲁棒性,无明显抖动现象,满足空空导弹设计要求。 六自由度(6DOF)数学仿真。为了全面验证本文所设计的制导律和控制器控制导弹在大空域飞行的性能,对目标不同机动情况进行了六自由度(6DOF)数学仿真。仿真结果表明,所设计的控制器和制导规律能够控制导弹稳定飞行,准确击中目标。


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