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数字式导弹稳定控制系统分析设计与仿真研究

王超  
【摘要】: 传统的导弹稳定控制系统通常采用固定增益和反馈控制相结合的设计方法,即采用PID控制。随着科技的飞速发展,要求战术导弹能够适应复杂的飞行环境同时具有高度的机动能力,由于飞行高度、速度和气象条件等的变化,其动态特性也随之变化,造成弹体参数变化十分剧烈,此时采用传统PID控制难以满足要求。针对传统控制方法的不足,提出了一种基于自适应理论的导弹稳定回路控制方法。课题主要研究内容如下: 1.在分析导弹运动学与动力学的基础上,推导了弹体纵向平面内的运动方程和传递函数,确定了稳定控制回路模型。并利用传统PID控制规律对导弹阻尼回路和稳定回路进行了设计与仿真分析。 2.概述了自适应控制理论的基本概念及其一般设计方法。针对导弹控制系统的变参数特点,采用在经典控制系统的基础上引入自适应控制器的方法,应用模型参考自适应理论中的波波夫超稳定理论,根据被控对象的输入输出,设计了自适应控制器,使由控制器和被控对象组成的可调系统的传递函数与参考模型的传递函数相匹配。 3.数字化是导弹控制发展的趋势,为实现自适应控制在数字计算机中的应用,推导出了离散时间模型参考自适应规律,构建了数字式导弹稳定回路自适应控制模型。 4.对所设计的自适应控制系统进行了数字仿真实验,仿真结果表明,通过模型参考自适应控制来设计的导弹稳定回路,对参考模型有很好的跟踪能力,在不同气动点都能适应导弹动力学特性的变化,获得满意的控制效果。 将自适应控制理论用于导弹稳定控制系统的设计中,能较好的弥补经典控制理论在解决弹体参数变化剧烈时遇到的不足,且方法设计简单,易于数字实现,对实际的设计工作有一定的参考意义。


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