捷联成像导引头隔离度寄生回路及其内部动力学影响研究

针对捷联成像导引头实际工程应用中的隔离度寄生回路问题,分析了隔离度寄生回路产生的原因,建立了可反映不同内部动力学结构的制导回路及其隔离度寄生回路模型。通过无量纲化法,研究了无量纲剩余制导时间、不同内部动力学和导引头延时对隔离度寄生回路稳定域的影响。利用无量纲伴随函数法,研究了隔离度及其不同内部动力学对比例导引制导系统的影响。研究表明,刻度尺系数误差引起隔离度寄生回路正反馈稳定域受制导剩余时间的影响,隔离度负反馈的稳定域受到制导系统内部动力学影响;相位滞后引起的隔离度寄生回路稳定性主要受导引头延时的影响。隔离度正反馈对比例导引制导系统影响大于负反馈,脱靶量随着隔离度水平的增大而加大。制导系统内部动力学结构影响制导系统精度。     

平台导引头隔离度特性研究

为了研究平台导引头在不同视线角速度提取方式下的隔离度特性,建立了基于惯性基准的典型平台导引头隔离度模型和隔离度寄生回路模型,分析了噪声对不同视线角速度提取的影响,推导出了干扰力矩下不同提取方式的隔离度传递函数,利用无量纲化方法和劳斯判据分析了隔离度寄生回路稳定性。研究表明:不同视线角速度提取点对不同噪声敏感度不同,制导系统参数、干扰力矩类型和视线角速度提取方式均会对隔离度寄生回路稳定性造成影响,在导引头不同主要干扰因素下选择合理的视线角速度提取方式有助于提高制导系统性能。     

导引头隔离度相位滞后对寄生回路稳定性影响研究

为了分析隔离度对制导控制系统稳定性的影响,提出了隔离度寄生回路的概念,在考虑隔离度相位滞后的基础上,建立了导引头隔离度寄生回路模型,通过对寄生回路无量纲化并采用劳斯稳定判据计算得到了寄生回路负反馈和正反馈时的稳定域,在复频域分析了不同隔离度滞后角对寄生回路稳定域的影响.仿真证明相位滞后角的增大会降低系统的稳定域,但稳定...     

气动力/直接力复合控制导弹自动驾驶仪的鲁棒稳定性分析

文中针对气动力／直接力复合控制导弹自动驾驶仪的前馈一反馈控制器结构特点，基于对直接力喷流装置放大因子与攻角的对应关系和直接力寄生回路的耦合机理的分析，研究了气动力／直接力复合控制导弹自动驾驶仪的鲁棒稳定性问题。给出了采用气动力／直接力复合控制导弹自动驾仪的稳定域。     

导引头平台干扰力矩对无线电制导回路性能的影响

目前导弹采用的无线电导引头,特别是毫米波导引头,由于大多采用高频电缆,使得导引头稳定平台的干扰力矩大幅增加,这些干扰力矩的存在会严重破坏导引头的跟踪性能,基于这种情况．建立了导引头平台干扰力矩的数学模型．通过数学仿真研究导引头平台的干扰力矩对导引头稳定性、跟踪性能和隔离度以及对整个制导回路性能的影响。对导引头的设计及整个制导回路的设计有重要的实际指导意义。     

寻的导弹数字化制导回路分析

随着寻的导弹数字化及快速性的提高,非线性因素及弹体-导引头耦合特性增加,传统的导引头、制导及自动驾驶仪回路独立设计方法由于缺乏子系统之间的协调性,制导回路闭合后带来了诸多问题.以一体化数字制导回路为分析对象,从制导回路稳定性分析、快速性设计及数字采样3个方面分析了制导匹配性约束.分析结论指出,弹体-导引头耦合、数字化控...     

捷联导引头寄生回路分析及其品质测试研究

为研究隔离度寄生回路对捷联图像导引头的影响,建立了捷联导引头隔离度寄生回路模型。通过无量纲化后得到无量纲特征方程,利用劳斯判据研究了制导参数、陀螺和探测器的刻度尺偏差和动力学偏差对稳定域的影响,并分析寄生回路对制导动力学的影响,建立非线性仿真模型;利用蒙特卡洛法研究脱靶量随刻度尺偏差和动力学偏差的变化规律,建立了半实物开环仿真测试系统,对隔离度寄生回路品质进行了评价。研究结果表明：角速率陀螺与探测器之间的刻度尺误差和动力学不匹配是引起隔离寄生回路的主要因素,其差值的正负分别代表隔离度寄生回路反馈的正负特性;正反馈的稳定域要远小于负反馈的稳定域,并且脱靶量对制导系统偏差的敏感度更大;为了提高系统阻尼,提高导弹末制导精度,需采用五轴转台半实物仿真测试系统对隔离度寄生回路的阻尼特性进行测试标定,或者消除刻度尺误差,完成动力学匹配,进而消除寄生回路的影响,或者构造负反馈寄生回路以减弱其影响。     

采用脉宽调制式舵机的滚转导弹自动驾驶仪设计与研究

滚转导弹广泛采用脉宽调制(PWM)模式控制继电式操纵机构,因此研究PWM模式在滚转导弹控制中的应用。给出了两回路驾驶仪设计增益与弹体振荡频率、阻尼之间的关系;重点分析低频PWM所带来的控制耦合效应特性,讨论了耦合大小与弹体时间常数、自旋频率之间的等量关系。通过频谱分析,得到通道耦合干扰的频谱特性。制导与控制指令经PWM后频谱保持不变,但引入了与自旋频率、调制频率和弹体振荡频率相关的高频干扰。为消除控制耦合的影响,根据以上结论,提出这类导弹自动驾驶仪频带设计的一般准则,对这类导弹控制系统的总体设计有参考意义。数学仿真和半实物仿真结果表明,合理设计自旋频率、调制频率和驾驶仪频率,可以有效抑制控制耦合,提高制导精度。     

多约束制导律与导引头隔离度制导匹配性研究

针对导引头隔离度影响多约束制导系统稳定性与制导精度的问题,推导了一种多约束制导律（GLMC）,在此基础上构建了考虑导引头隔离度的多约束制导模型。研究了导引头隔离度和制导参数等对制导系统稳定性的影响规律,采用伴随函数法,分析了有无导引头隔离度影响情况下GLMC制导性能变化规律。结果表明,减小制导时间常数、增大隔离度幅值,以及剩余飞行时间的减小都会降低系统稳定性。GLMC能容忍的隔离度水平大约为1%,在实际工程应用中,要保证GLMC较为先进的制导性能,需严格控制导引头的隔离度水平,降低寄生回路对制导系统稳定性的影响。     

激光半主动寻的制导在滚转导弹上的应用

将激光半主动寻的制导应用于滚转导弹上,通过导引头回路分析、提高导弹落角、自动驾驶仪优化设计、控制力的形成等方面的研究,解决了偏差测量问题和控制导弹消除偏差问题。通过自动驾驶仪参数优化和导弹弹道仿真,可以得到满足设计要求的导弹弹道。激光半主动寻的制导可以成功应用于滚转导弹上。     

速率稳定滚仰式导引头跟踪回路自抗扰控制器设计与仿真

构建了一种速率稳定滚仰式导引头的双通道数学模型。对稳定回路采用速率陀螺反馈控制;对位置跟踪回路分别采用PID控制与自抗扰控制理论设计了控制器。通过仿真计算研究了控制器的动态性能、跟踪精度以及对外界干扰的鲁棒性。仿真结果表明:滚转通道对方波输入具有超调,而俯仰通道没有超调;自抗扰控制相比PI控制具有无超调、更快的上升时间和抗外界干扰能力;自抗扰控制器隔离度大约为PI控制器的1/30。研究结果为常规小口径火箭弹的制导化改造提供了一种可用的技术方案。     

基于 RBF 神经网络的滚仰式导引头控制系统设计

为保证滚仰式捷联导引头的稳定控制,提出了一种基于 RBF 神经网络整定的 PID 控制策略,用于导引头稳定回路校正环节。根据滚仰式捷联导引头的运动学与动力学关系,结合导引头稳定回路校正环节采用的 RBF 神经网络 PID 控制算法,建立了滚仰式捷联导引头稳定与跟踪一体化仿真模型;仿真结果表明：滚仰式捷联导引头稳定回路采用 RBF 神经网络整定的 PID 控制器后,其动态性能优于传统 PID 控制器,建立的仿真模型能够对机动目标实现快速稳定跟踪,在工程应用中可提供有益参考。     

基于自抗扰控制的导引律

考虑目标机动和驾驶仪动态等情况,提出了一种基于自抗扰控制理论和反步法设计思想的新型制导律。将目标机动和驾驶仪参数不确定分别当成系统的扰动。将包含驾驶仪动态特性的制导环路,分作外环和内环分别进行控制器设计。外环自抗扰控制器用于控制切向相对速度收敛到零。抑制目标机动及系统非线性项对视线稳定性影响。内环自抗扰控制器用于跟踪外环输出的虚拟控制,补偿驾驶仪动态及驾驶仪参数不确定性对于制导精度的影响。仿真结果表明,设计的算法能够有效地实现制导目的,在目标作大机动且考虑驾驶仪动态情况下,仍然具有很高的制导精度。     

滚仰式捷联导引头跟踪原理与仿真

分析了滚仰式捷联导引头的跟踪原理。由刚体转动运动学原理推导出滚仰式捷联导引头隔离弹体扰动的指令角速度,通过坐标变换对滚仰式导引头的跟踪控制指令进行了分析,并综合考虑横滚、俯仰两轴平台动力学模型、力矩电机模型,建立了滚仰式捷联导引头捷联稳定与跟踪的一体化模型,在Matlab/Simulink环境下进行的仿真表明,所建立的一体化模型是可行的。