脉冲式修正弹控制策略和弹道特性分析

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弹道修正技术是常规弹药简易制导化实现的一种重要途径。本文以脉冲式修正弹为研究对象,针对其特点,对脉冲式修正弹研发设计中的一些弹道特性、控制策略等相关问题进行了研究,主要内容包括:(1)脉冲式修正弹弹道模型研究。针对脉冲控制力作用特点,建立了准弹体坐标系下脉冲控制力和力矩模型,利用冲量相等原理建立了等效平均控制力模型。在此基础上对脉冲式修正弹进行受力分析,建立了脉冲控制力作用下的脉冲式修正弹的六自由度弹道方程。(2)脉冲式修正弹弹道特性分析。在脉冲式修正弹弹道模型的基础上,采用了小扰动线性化方法,对脉冲式修正弹弹道特性进行了分析。同时,分析了不同的脉冲发动机参数、弹体气动参数和飞行参数等参数对修正弹弹道特性影响,为控制策略的确定提供依据;分析了脉冲横流产生的气动干扰对弹道特性的影响。(3)脉冲式修正弹控制参数优化设计。针对脉冲控制力的离散特性和有限特性,选取脉冲控制参数为优化设计变量,确定了目标函数和约束条件,建立了脉冲式修正弹控制参数优化设计模型。提出了采用了一种改进型的粒子群优化算法对控制参数进行优化设计,并设计了该算法的迭代流程图。优化结果表明:该算法能够快速准确的设计出最优的参数,为脉冲式修正弹的参数设计提供一定的理论依据。(4)脉冲式修正弹控制策略设计。研究了脉冲式修正弹在实际飞行过程中的控制实现,提出了一种基于实时弹目测量的控制策略。提出了一种基于重力补偿的比例导引律,并验证了这种导引律能够更好地适用于脉冲式修正弹。根据脉冲式修正弹和一般导弹控制结构的不同,设计了一种适用于脉冲式修正弹的控制器结构,并分析了该控制器的参数和控制性能。在导引律和控制器的基础上,考虑脉冲式修正弹的滚转和脉冲发动机特性,设计了一种就近点火算法。
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