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BTT滑翔增程制导炸弹制导控制系统的设计与仿真

郭正勇  
【摘要】: 倾斜转弯(BTT, Bank-to-Turn)控制技术可以改善制导武器的机动性、准确度、射程等性能,因此在远程、高精度的制导炸弹的设计中得到了人们的重视。BTT滑翔增程制导炸弹在飞向目标的过程中,弹体通过快速滚转将最大升力面转到理想的机动方向,同时通过俯仰运动使弹体在其最大升力面内产生所需的机动过载。BTT飞行的特点决定了控制系统存在着运动学耦合、气动耦合和惯性耦合等多种耦合因素。抑制耦合作用的影响,提高制导控制系统的稳定性、准确性是BTT控制技术研究的重要课题。 本文基于工程实际背景,以BTT滑翔增程制导炸弹为研究对象,建立控制系统模型,并据此设计了制导炸弹的制导控制系统。主要工作包括: (1)针对控制系统三通道之间的耦合作用带来的不利影响,设计了通过利用协调支路来实现三通道协调解耦的自动驾驶仪。 (2)为实现BTT制导炸弹控制系统多个变量的解耦,利用多变量频域解耦的方法设计了加入解耦补偿器的自动驾驶仪。 (3)分析BTT导引规律的特点和BTT-90制导炸弹的运动规律,建立了BTT-90制导炸弹的比例导引规律模型。 (4)利用所设计的自动驾驶仪建立制导控制系统的全弹道仿真模型,进行了六自由度数字仿真,并对仿真结果进行分析,得出加入了解耦补偿器的自动驾驶仪对滚转角速度较大的制导炸弹具有相对较好的解耦效果。 理论分析和数字仿真表明,本文所设计的两种自动驾驶仪设计方法简单、易于工程实现,具有较好的控制效果,为以后的工程实际应用提供了一定的参考。


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