远程旋转火箭弹简控系统设计及落点精度分析

摘要

该文针对某型火箭弹设计了成本较低的一种简控系统.控制力由喷流作用力产生,在主动段的初始段(0.385~3.385秒)控制弹体的姿态,使弹轴维持在初始方向上,从而减少初始干扰,减小落点散布(飞行时间约170秒),提高精度.具体在该文中,完成了如下工作:1.建立了包含已分解的控制力的火箭弹数学模型.结合控制系统的组成,给出了喷流控制力作用方式.与空气舵控制方式进行比较,说明了喷流控制力系统的特片,利用MATLAB仿真模拟出两个通道的控制力系数和偏差信号之间的关系.2.根据喷流控制力的不同分解方式,提出了两种数学模型.按照瞬态控制力分解建立了旋转弹的瞬态数学模型.按照均态控制力分解建立了旋转弹的均态数学模型.3.根据瞬态数学模型的分析结果,揭示了气动交连角的成因,并估算出气动交连角的大小.然后,针对气动交连角,在控制系统叶进行了修正.4.从旋转弹的均态数学模型出发,推导了旋转弹的弹体传递函数.分析了旋转弹的稳定性条件和形成均态控制力的条件,并应用于研究对象.5.在考虑多种干扰因素的情况下,采用蒙特卡罗方法对无控火箭弹和有近火箭弹的落点精度进行统计分析.结果表明,简控系统能显著提高落点精度.该文所做的工作不仅适用于火箭弹的简控系统,对于一般旋转导弹的控制系统设计也可作为参考.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1火箭弹的发展现状

1.2未来HVP发展趋势

1 3本文所做的工作

第二章旋转火箭弹模型

2.1 引言

2.2坐标系

2.3控制力模型

2.4采用简控系统的低速旋转弹动力学模型

2.4.1 质心运动方程

2.4.2 旋转弹绕质心转动的动力学方程

2.4.3 旋转弹绕质心转动的运动学方程

2.4.4几何关系方程

2.5小结

第三章控制原理

3.1 引言

3.2控制力的产生

3.3平均控制力系数

3.3.1 控制力的周期平均值

3.3.2 控制信号的产生过程

3.4运用MATLAB对控制力作用过程进行分析

3.5小结

第四章控制系统

4.1引言

4.2气动交连角

4.2.1 旋转弹的瞬态数学模型

4.2.2 瞬态数学模型的简化

4.2.3 旋转弹的复数型简化数学模型

4.2.4 气动交连角的计算

4.2.5 俯仰、偏航通道解耦

4.3锯齿波幅值的确定

4.4旋转弹的传递函数

4.4.1 旋转弹简化的均态运动模型

4.4.2 小扰动运动方程

4.4.3 复数形式的扰动运动方程

4.4.4 传递函数及稳定性条件

4.5应用稳定性条件对火箭弹进行分析

4.6小结

第五章落点精度计算与分析

5.1 引言

5.2蒙特卡罗方法

5.3蒙特卡罗打靶计算结果

5.3.2 各种扰动因素合成得到的结果：

5.4小结

附图及附表

结束语

参考资料

致 谢

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