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某智能枪弹的弹道修正技术研究

施金灿  
【摘要】:论文以某口径智能枪弹为研究对象,对国内外智能枪弹的发展现状进行了归纳和总结。在此基础上,提出了采用尾翼稳定方式的智能枪弹总体方案,选定智能枪弹的气动外形并利用Fluent软件和Matlab软件进行仿真分析,根据分析结果对气动外形进行改进。设计了一种结构简单,体积小巧的,基于变质心技术的,以质量滑块在弹体径向面内运动来对外弹道进行修正的机构。在六自由度刚体弹道模型的基础上,结合理论力学和飞行动力学理论将与质量滑块运动相关的物理量引入到六自由度弹道模型中,推导得到适用于智能枪弹系统的弹道方程,并在该弹道方程的基础上推导出攻角方程。利用Matlab软件,对攻角方程进行数值仿真以分析智能枪弹静稳定性、追随稳定性和由质量滑块绕弹轴转动引起的枪弹共振问题,求出保证智能枪弹稳定飞行的质量滑块的许可运动范围;对弹道方程进行数值仿真,在保证枪弹稳定飞行的前提下,对弹道修正机构作用下的可控性和修正能力进行分析。结合基于扩张状态观测器的动态面控制理论和弹道理论,推导出智能枪弹飞行姿态控制模型,设计姿态控制器,运用Matlab软件进行的数值仿真验证了控制器调节速度快,具有自抗扰性和鲁棒性。


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