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三轴稳定质量矩控制导弹的建模、分析及仿真

李增文  
【摘要】:本文主要对三轴稳定质量矩控制导弹的模型建立和模型简化问题进行了分析与研究。根据牛顿运动定律建立质心运动和绕质心转动动力学方程,由于模型的非线性、强耦合等特点,为方便控制系统的设计,对模型进行了必要的简化。 质心运动方程的简化相对比较简单。绕质心转动动力学方程的简化由于导弹内部质量块的运动而变得相对比较复杂。本文对导弹内部各质量块的位置参数采用正弦输入信号,通过改变正弦输入信号的角频率进行仿真实验,进而分析各质量块运动速度及加速度对系统的影响,仿真结果表明当质量块运动速度及加速度在一定范围内变化时,可以对绕质心转动方程进行简化。 在质量矩控制导弹简化模型基础上,利用Lyapunov理论对质量矩控制导弹进行了稳定性分析。应用时标分离方法将系统分成快、慢两个子系统,采用动态逆控制方法对控制导弹的非线性系统进行了设计,仿真结果验证了此方法的可行性。 在不同的初始条件下,根据视线坐标系、惯性坐标系及弹体坐标系的转换关系,采用修正的比例导引律对导弹拦截目标进行了空间全弹道仿真,对所给出的简化模型做了进一步的验证,使质量矩控制导弹的工程实现成为可能。


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