反舰导弹制导控制系统设计技术研究

摘要

随着我国海军现代化的不断发展，反舰导弹的重要性更加明显，本文通过对反舰导弹典型攻击模式研究，对反舰导弹制导系统和控制系统设计方法进行分析，通过对某型号反舰导弹制导系统的具体设计，验证制导控制系统设计方法的有效性。
　　通过总结目前反舰导弹的发展动态，分析当前反舰导弹制导控制领域的现状。建立了描述导弹运动时的不同坐标系以及不同坐标系之间的转换关系，在此基础上建立了完备的空间六自由度方程来描述导弹运动，简化得到典型攻击模式下的反舰导弹纵向运动方程组。针对反舰导弹的常见攻击模式掠海飞行弹道、末端跃升俯冲攻击弹道、水平机动攻击弹道，对典型航迹模型进行仿真；研究了比例导引模型、反舰导弹蛇形机动弹道模型以及末端跃升俯冲段模型，给出亚音速和超音速反舰导弹的典型攻击模式。
　　开展了反舰导弹制导系统的设计研究，分析了在寻的制导和遥控制导这两种制导体制的特点，对常用的导引方法进行了总结，重点分析了目前实际使用最多的比例导引制导律，进行比例导引制导律的推导，分别对比例导引制导律在系统动力学与不考虑系统动力学的两种情况下的导引性能进行研究。根据反舰导弹的典型弹道，给出了反舰导弹的制导设计方案。
　　对反舰导弹控制系统的设计进行了深入研究，反舰导弹一般采用俯仰、偏航控制，保持滚转稳定，同时为了在中段飞行时，保持平飞，增加了高度控制系统，使用高度PD控制来保证导弹的飞行高度。根据线性化模型，定义了弹体动力学系数，分析弹体响应函数；根据典型攻击模式下对反舰导弹控制器的设计要求，以三回路自动驾驶仪为原型，分析了系统的稳定性、响应速度以及对噪声的抑制。通过反舰导弹在典型攻击模式下的制导控制系统设计，给出控制器设计与分析过程，通过实际工程数据的仿真运算，结果表明设计算法的有效性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 反舰导弹研究现状

1.3 制导控制技术研究现状

1.4 本文研究内容与工作

第2章 反舰导弹数据额建模

2.1 坐标系的定义及变换

2.2 弹体动力学及运动学方程组建立

2.3 反舰导弹纵向运动方程

2.4 小结

第3章 反舰导弹典型攻击模式

3.1 反舰导弹典型攻击模式

3.2 末端典型攻击弹道模型

3.3 反舰导弹典型弹道

3.4 小结

第4章 典型攻击模式下反舰导弹制导系统设计

4.1 反舰导弹制导体制分析

4.2 反舰导弹导引方法研究

4.3 比例导引律PN

4.4 反舰导弹典型攻击模式下的弹道与制导方案设计

4.5 小结

第5章 典型攻击模式下反舰导弹控制系统仿真

5.1 控制系统分析

5.2 典型攻击模式下的控制系统模型简化

5.3 三回路自动驾驶仪设计研究

5.4 自动驾驶仪设计

5.5 驾驶仪最终设计结果

5.6 仿真结果

5.7 小结

第6章 结论

参考文献

致谢