空空導(dǎo)彈自動駕駛儀設(shè)計

空空導(dǎo)彈自動駕駛儀設(shè)計,空空導(dǎo)彈,自動駕駛儀,設(shè)計 空空導(dǎo)彈自動駕駛儀設(shè)計指導(dǎo)教師：王佩 答辯人：王蕾鈺 班 級：191003 學(xué) 號：103664論文主要結(jié)構(gòu)設(shè)計1：畢業(yè)設(shè)計論題的背景意義2：導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)3：空空導(dǎo)彈數(shù)學(xué)建模4：典型結(jié)構(gòu)過載駕駛儀的解析設(shè)計方法5：空空導(dǎo)彈自動駕駛儀仿真及驗證1.論題的背景意義 空空導(dǎo)彈的作用是摧毀來襲的空中目標(biāo)。由制導(dǎo)控制系統(tǒng)把導(dǎo)彈引至目標(biāo)或目標(biāo)旁，使導(dǎo)彈與目標(biāo)交會的最小距離在戰(zhàn)斗的殺傷范圍之內(nèi)。自動駕駛儀是制導(dǎo)控制系統(tǒng)彈上設(shè)備的重要組成部分，它與導(dǎo)彈構(gòu)成的閉合回路稱為穩(wěn)定控制系統(tǒng)。自動駕駛儀設(shè)計，實際上就是穩(wěn)定控制系統(tǒng)的設(shè)計。使制導(dǎo)控制系統(tǒng)在導(dǎo)彈的各種飛行條件下，均具有必要的制導(dǎo)精度。2.導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 本章介紹了制導(dǎo)控制系統(tǒng)的功用、組成及分類,給出了對制導(dǎo)控制的要求；針對自動尋的制導(dǎo)系統(tǒng),詳細(xì)介紹了其組成、制導(dǎo)誤差信號及制導(dǎo)信號的形成、自尋的導(dǎo)引頭和制導(dǎo)系統(tǒng)的運動學(xué)環(huán)節(jié)。原理：空空導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)是保證導(dǎo)彈在飛行過程中，能夠克服各種干擾因素，使導(dǎo)彈按照預(yù)先規(guī)定的彈道、或根據(jù)目標(biāo)的運動情況隨時修正自己的彈道，使之命中目標(biāo)的自動控制系統(tǒng)。按照作用原理不同可以分為自主式、自動尋的式、遙控式和復(fù)合式。本論文選用的是自尋的式。3.空空導(dǎo)彈數(shù)學(xué)建模 本章介紹了進(jìn)行空空導(dǎo)彈數(shù)學(xué)模型研究常用的坐標(biāo)系；分析了作用在導(dǎo)彈上的力與力矩，在此基礎(chǔ)上建立了導(dǎo)彈動力學(xué)方程和運動學(xué)方程，結(jié)合導(dǎo)彈質(zhì)量變化和對導(dǎo)彈的操縱關(guān)系，建立了空空導(dǎo)彈的運動學(xué)模型；針對本文采取的控制技術(shù)，建立了STT導(dǎo)彈的數(shù)學(xué)模型。常用坐標(biāo)系之間相應(yīng)關(guān)系如下圖所示：俯仰角 ，偏航角，滾轉(zhuǎn)角，彈道傾角，彈道偏角c，傾斜角c，攻角，側(cè)滑角。在給定參數(shù)初始條件下，由數(shù)值積分法計算推力、氣動力等求解導(dǎo)彈空間運動方程組最終建立的彈體控制方程組如下下面為采用STT控制時三通道獨立的線性方程組4.典型結(jié)構(gòu)過載駕駛儀解析設(shè)計方法典型結(jié)構(gòu)過載駕駛儀解析設(shè)計方法 這一章主要研究經(jīng)典三回路駕駛儀的極點配置設(shè)計、解析設(shè)計方法。其中包含以開環(huán)穿越頻率為約束的解析設(shè)計方法以及直接的解析設(shè)計方法。（經(jīng)典三回路駕駛儀結(jié)構(gòu)方塊圖）駕駛儀的閉環(huán)增益調(diào)節(jié)系數(shù) 的表達(dá)式如下 通過對駕駛儀傳遞函數(shù)的解析可已知K0，0，0。最終推導(dǎo)得到駕駛儀的設(shè)計 參數(shù)計算公式如下5.空空導(dǎo)彈自動駕駛儀仿真及驗證 本章介紹了空空導(dǎo)彈自動駕駛儀設(shè)計中的俯仰偏航通道自動駕駛儀設(shè)計以及滾轉(zhuǎn)通道自動駕駛儀設(shè)計。進(jìn)行了控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定及其仿真實驗。滾動通道自動駕駛儀基本結(jié)構(gòu)如下圖：圖1導(dǎo)彈的六自由度控制模型由數(shù)據(jù)可知，表示彈體是靜止不穩(wěn)定的，必須設(shè)計自動駕駛儀使其穩(wěn)定。選擇駕駛儀性能指標(biāo)選擇為：,得到參數(shù)如下表 圖2 在Matlab/Simulink中搭建俯仰/偏航通道控制系統(tǒng)表1.導(dǎo)彈模型參數(shù)輸入俯仰方向過載指令 仿真結(jié)果如圖1所示。輸入俯仰過載 方波指令：幅值為15，周期為4s，占空比為50%。輸入偏航過載 方波指令：幅值為-15，周期為4s，占空比為50%。仿真結(jié)果如圖2,3所示：從圖中可以得出經(jīng)典三回路自動駕駛儀的上升時間 =1s,=0.5s穩(wěn)態(tài)誤差值為 0.018。上述指標(biāo)均符合自動駕駛儀的要求。圖1圖2圖3Matlab/Simulink中搭建滾動通道控制系模型反饋控制理論調(diào)參及滾動角響應(yīng)曲線導(dǎo)彈數(shù)字仿真運動驗證結(jié)論：從圖分析可知，所設(shè)計的自動駕駛儀，基本保證導(dǎo)彈不旋轉(zhuǎn)，并且可以快速的響應(yīng)過載控制指令，能夠消除偏差，控制效果較好。致 謝 由衷感謝王佩老師在這幾個月的畢業(yè)設(shè)計過程中對我的幫助與指導(dǎo)，感謝各位同學(xué)，老師的幫助以及家人的關(guān)心。由于本人的學(xué)術(shù)水平有限，掌握不夠全面透徹的地方希望各位老師能多包涵，感謝您們的耐心觀看。O(_)O謝謝