轨控式直/气复合导弹控制与制导方法研究

摘要

随着现代军事技术的要求，导弹向着高速和高机动性的方向不断发展，这就对拦截弹的机动能力以及制导精度提出了更高的要求。由于传统的导弹不能有效的跟踪制导指令，因此其制导精度随着目标运动的高机动性而不断降低。为了有效的拦截目标，改善导弹的机动性能以及制导精度，考虑引入侧向直接力的轨控式导弹进行研究。本文以大气层内某型拦截导弹为研究背景，通过对轨控式直/气复合导弹特点的分析，研究了直/气复合控制与制导策略。
　　首先，针对导弹拦截目标的数学模型，建立导弹整个导引系统的数学模型，包括导弹与目标相对运动数学模型，导弹在俯仰通道、偏航通道、滚转通道的数学模型。
　　其次，研究了导弹经典比例导引，通过滑模变结构控制理论，设计分析了最优滑模导引律以及离散滑模导引律，通过编写程序仿真分析，得出系能最优的导引律，为导弹控制系统优化制导指令。
　　再次，研究了轨控式导弹直接力/气动力复合控制系统，基于古典控制理论频域方法设计了直接侧向力/气动力复合控制系统，依据一定的频域性能指标，设计了气动力控制器；并且基于滑模变结构控制理论设计分析了导弹直接力/气动力复合控制系统。通过数学仿真可知，该复合控制系统的过载响应动态性能要优于气动力控制系统。
　　最后对导弹实际运行进行仿真分析，通过编写软件，对导弹制导控制系统开展仿真研究，验证所设计的复合控制方法的有效性，并给出直接力/气动力复合控制和气动力控制制导精度对比仿真结果。得出导弹直接力/气动力复合控制系统能够有效的跟踪导弹制导指令，从而保证制导精度。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要内容及安排

第2章 轨控式直接力/气动力拦截导弹数学模型

2.1 空间拦截坐标系定义及转换关系

2.2 导弹运动方程

2.3 导弹的纵向运动、侧向运动和滚转运动

2.4 导弹与目标相对运动的数学模型

2.5 本章小结

第3章 导弹末端导引律研究

3.1比例导引律的改进

3.2最优滑模导引律

3.3离散滑模导引律

3.4 本章小结

第4章 轨控直接力与气动力复合控制系统设计

4.1 引言

4.2 复合控制模型

4.3 指令分解

4.4 基于古典控制的气动力控制子系统设计

4.5 直接力控制子系统设计

4.6 基于滑模变结构控制的直/气复合控制系统设计

4.7 对比仿真分析

4.8 本章小结

第5章 直/气复合控制制导仿真分析

5.1 引言

5.2 导弹参数

5.3 侧向喷流干扰效应

5.4 仿真分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果

致谢