多杀伤器分离稳定与编队飞行控制研究

摘要

随着导弹武器的快速发展及大规模部署，防空反导技术越来越受到各国的重视，多杀伤器技术可以有效的应对弹道导弹释放诱饵的突防形式，利用多打多的打击形式回避了真假目标识别的问题。本文主要研究了杀伤器分离稳定姿态控制器的设计、杀伤器分离过程扰动因素分析及多杀伤器的协同编队控制问题。指挥控制系统下达发射指令后，杀伤器母舱携带多枚杀伤器飞行到预定地点，开舱释放杀伤器。杀伤器需跟踪分离初始姿态完成分离过程。因此
　　本文首先建立了杀伤器的动力学及运动学模型。进而应用经典控制理论设计了传统姿态控制器，应用“小扰动线性化”方法与“系数冻结法”得到了杀伤器的线性化模型，然后对杀伤器三个通道进行了控制器的设计。在此基础之上，设计了二阶滑模姿态控制器和非线性动态逆姿态控制器。并通过仿真分析对比了三种姿态控制器的特点。其次，为优化杀伤器的分离过程，对影响杀伤器分离过程的主要因素进行了仿真分析。首先考虑的是杀伤器舵面展开前后静稳定度的变化、杀伤器分离初始扰动角速度及杀伤器舵面展开时间对分离过程稳定性的影响。由于气动压心位置考虑了杀伤器展开后静稳定度的大小对弹体响应速度的影响。最后分别针对干扰风的大小及方向对多杀伤器分离过程的影响进行了仿真分析。最后，为了提高多杀伤器拦截的有效性，在分离过程结束后主杀伤器与辅杀伤器在空间中编队飞行。因此设计了主杀伤器的中制导律，主杀伤器与辅杀伤器采用领弹与从弹的编队控制策略进行编队飞行，并设计了多杀伤器的编队控制模型，通过仿真验证了编队控制方法策略的有效性。

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第1章 绪论

1.1论文研究背景与意义

1.2国内外研究状况及分析

1.3本文主要研究内容

第2章 杀伤器运动模型建立

2.1引言

2.2坐标系与角度的定义

2.3坐标系的转换

2.4杀伤器的动力学方程与运动学方程

2.5几何关系方程

2.6气动力及力矩计算模型

2.7本章小结

第3章 杀伤器姿态稳定控制系统设计

3.1引言

3.2传统姿态控制器设计

3.3二阶滑模姿态控制器设计

3.4非线性动态逆姿态控制器设计

3.5仿真算例

3.6本章小结

第4章 多杀伤器分离过程分析

4.1引言

4.2姿态稳定性分析

4.3 快速性分析

4.4干扰风影响分析

4.5本章小结

第5章 多杀伤器编队控制系统设计

5.1引言

5.2主杀伤器中制导律

5.3领弹-从弹编队控制策略

5.4编队保持控制模型

5.5仿真算例

5.6本章小结

结论

参考文献

声明

致谢