变后掠翼导弹控制系统参数设计

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变后掠翼导弹以其射程远、机动能力强、毁伤效果好等优点在现代武器装备和军事战争中发挥出日益重要的作用。变后掠翼导弹气动特性复杂,再加上其飞行包络横跨亚/跨/超音速的特点,使得其制导控制系统设计成为一项具有挑战性的研究课题。本文正是围绕这一问题,在变后掠翼导弹建模与动态特性分析、弹道优化、制导律设计、控制系统参数设计以及制导控制系统仿真等几个方面开展了较为深入的研究。首先,本文在充分借鉴国内外文献资料的基础上,建立了变后掠翼导弹空间飞行的运动模型,并通过适当简化得到了控制系统设计所需模型。随后又对变后掠翼导弹的气动特性和弹体动态响应特性进行研究,为本文随后工作的开展奠定了基础。其次,针对变后掠翼导弹的弹道优化问题,深入研究了一种解决多变量、非线性时变优化问题的粒子群算法。弹道优化结果显示:变后掠翼导弹在滑翔段有增程能力,在俯冲段具有提高落速的能力。第三,研究了变后掠翼导弹中、末制导律设计问题。末制导律采用依据最优控制理论推导出的改进比例导引律,并就导引弹道的稳定性进行了详细分析;中制导律采用—种基于动态虚拟目标点追踪的制导方法,并就其抗风干扰的鲁棒性进行了分析。最后,针对中、末制导交接班问题,分别从导引头交接班和弹道交接班方面进行了简单的探讨和研究。第四,针对变后掠翼导弹的控制特点,以纵向通道的自动驾驶仪设计过程为例,给出了参数自适应整定算法设计控制系统参数的具体过程。分析了弹翼弹性振动对控制系统的影响,通过将弹性振动作为干扰的引入方法研究了其对控制系统的影响,分析了通过引入陷波滤波器以消除弹翼弹性振动影响的效果。第五,针对变后掠翼导弹制导精度这一武器系统最终鉴定试验中非常重要的指标,采用蒙特卡洛模拟打靶法进行变后掠翼导弹数值模拟打靶的仿真研究,分析了影响变后掠翼导弹命中精度的各项干扰因素,并给出了标准投弹条件下的仿真结果。
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