小型导弹导引与控制一体化设计

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小型导弹具有口径和体积小、重量轻、毁伤半径小、制导精度高,结构简单、成本低等显著特点,应用前景广泛,例如无人机空地作战、空空作战以及陆军或海军陆战队员的单兵使用等。为了在小型结构和高精度约束下实现对武器的制导控制,其解决思路是运用一体化设计方法。本文以某多用途小型导弹为研究对象,开展了导引控制一体化设计研究。主要内容包括以下几个方面:首先确定了小型导弹系统方案,主要包括导弹的外形设计、结构布局、推力方案和制导控制方案等,为导引控制一体化设计提供研究对象。其次在总体设计方案的基础上,根据弹目相对运动关系和导弹的动力学、运动学方程建立导弹三通道导引控制一体化模型,并将它转化为具有一般形式的含未知有界不确定性的子系统。针对该模型,设计了一种基于自适应滑模控制的一体化控制算法。而后为了降低控制器所引起的系统抖振,对所提控制算法进行了改进。导弹六自由度数字仿真验证了该导引控制一体化算法的可行性及有效性,在导弹气动参数摄动情况下,该方法具有很好的稳定性和鲁棒性,且仍能够保证较高的制导精度。最后按照工程实际要求,通过对一体化设计和传统的独立设计攻击多种机动目标进行仿真比较,直观体现了一体化设计方法的优势。本文所设计的一体化控制器具有较快的响应速度和较高的制导精度,对小型导弹的研制具有一定的理论和应用价值。
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