旋轉(zhuǎn)彈頭直接力姿態(tài)控制研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈即是一種短程，快速反應(yīng)的防空導(dǎo)彈，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作的特點(diǎn)。與一般導(dǎo)彈相比，其最大的特點(diǎn)是彈體繞縱軸做自旋運(yùn)動(dòng)。由于彈體容積較小，一般只需要一對(duì)操縱結(jié)構(gòu)就可同時(shí)操作導(dǎo)彈的縱向和側(cè)向運(yùn)動(dòng)，這種獨(dú)特的控制方式稱為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈單通道控制。本論文以某旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈彈頭為研究對(duì)象，脈沖姿控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝于彈頭尾部，呈“×”字型排列。姿控發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的直接力經(jīng)脈沖寬度調(diào)制后作用于旋轉(zhuǎn)彈頭，忽略空氣動(dòng)力對(duì)旋轉(zhuǎn)彈頭的影響，只考慮直接力對(duì)彈頭的影響。研究

2、的主要內(nèi)容包括如下：
　?。ㄒ唬┙⑿D(zhuǎn)彈頭直接側(cè)向力控制的動(dòng)力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型?？紤]到彈頭繞彈體縱軸自旋的特點(diǎn)，將彈體坐標(biāo)系內(nèi)的參量轉(zhuǎn)換到準(zhǔn)彈體坐標(biāo)系，并重新定義了等效攻角和等效側(cè)滑角。建模過程中采用“小擾動(dòng)線性化”方法和“系數(shù)凍結(jié)法”對(duì)旋轉(zhuǎn)彈頭運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行線性化處理。此外，還需建立過載指令與彈體運(yùn)動(dòng)參數(shù)之間的傳遞函數(shù)，為制導(dǎo)控制回路的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　（二）分析旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈控制力產(chǎn)生的原理，推導(dǎo)和建立了直接

3、力作用下旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈單通道控制的彈體動(dòng)力學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。結(jié)合經(jīng)典 PID控制方法和現(xiàn)代控制理論為旋轉(zhuǎn)彈頭單通道直接力姿態(tài)控制設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制器并進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。為旋轉(zhuǎn)彈頭后文整個(gè)大回路仿真分析提供了理論依據(jù)。
　?。ㄈ?duì)于目前使用最多的比例導(dǎo)引，重點(diǎn)構(gòu)建了導(dǎo)引頭和導(dǎo)引律的模型，通過建立比例導(dǎo)引律下彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，構(gòu)建旋轉(zhuǎn)彈頭比例導(dǎo)引律的實(shí)現(xiàn)模型，為后文構(gòu)建整個(gè)回路的仿真模型做好準(zhǔn)備。
　?。ㄋ模┽槍?duì)攻擊目標(biāo)的不同，分別建立