高超聲速飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、高超聲速飛行器由于具有極高的飛行速度因而在軍事領(lǐng)域得到了廣泛的研究。高超聲速飛行器技術(shù)中，制導(dǎo)與控制技術(shù)是核心技術(shù)之一，制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的性能直接決定了高超聲速飛行器能否準(zhǔn)確命中目標(biāo)?，F(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中為了達(dá)到最大損毀效果，不僅期望脫靶量最小，而且對(duì)飛行器命中目標(biāo)時(shí)入射角度也提出了一定的要求。本文以飛行器攻擊地面固定目標(biāo)為背景，對(duì)帶落角約束的高超聲速飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要研究工作如下：
　　1、對(duì)高超聲速飛行器進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)

2、學(xué)分析,建立了飛行器六自由度數(shù)學(xué)模型和氣動(dòng)模型。由于飛行器六自由度模型為復(fù)雜的非線性形式且各通道之間耦合嚴(yán)重，難以直接進(jìn)行制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文基于飛行器末制導(dǎo)段側(cè)向運(yùn)動(dòng)相對(duì)較小的特點(diǎn)，通過(guò)合理假設(shè)和簡(jiǎn)化，建立了高超聲速飛行器俯仰通道模型，為后續(xù)制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
　　2、制導(dǎo)控制系統(tǒng)由制導(dǎo)回路和控制回路組成，因此分別對(duì)高超聲速飛行器制導(dǎo)律和姿態(tài)控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。制導(dǎo)律設(shè)計(jì)要求飛行器命中目標(biāo)時(shí)滿足脫靶量要求和落角約束。通

3、過(guò)分析彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系建立了帶落角約束制導(dǎo)模型。在此基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)了帶落角約束的比例導(dǎo)引律和滑模變結(jié)構(gòu)制導(dǎo)律，通過(guò)數(shù)字仿真驗(yàn)證了制導(dǎo)律有效性并對(duì)兩種制導(dǎo)律制導(dǎo)性能進(jìn)行了對(duì)比。
　　3、在俯仰通道模型的基礎(chǔ)上建立了高超聲速飛行器面向控制模型。針對(duì)高超聲速飛行器控制系統(tǒng)面臨的非線性、隨機(jī)不確定性和實(shí)時(shí)性等問(wèn)題，采用滑模變結(jié)構(gòu)控制方法進(jìn)行姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)。首先基于傳統(tǒng)滑?？刂品椒ㄔO(shè)計(jì)了姿態(tài)控制器。為了提高控制器響應(yīng)速度、控制精度和魯棒性