导弹三回路过载驾驶仪设计频带的灵敏度分析方法

对于工程上常用的导弹三回路过载控制,由于气动力的不确定性分离在耦合的对象环节中,使得传统稳定裕度的物理意义无法直接体现闭环系统对于特征参数不确定性的鲁棒适用范围。通过将过载控制设计进行带宽参数化处理,然后采用D-分解方法通过图形的方式显示操纵力矩和恢复力矩系数对于闭环设计带宽的灵敏度,从整体上刻画系统的鲁棒稳定性。数值仿真结果表明,所提分析方法可以准确给出闭环系统对于主要不确定性因素的适用范围,同时揭示了设计带宽对于静不稳定与静稳定导弹的不同灵敏度变化规律,说明操纵力矩系数是重要的角速度反馈增益的决定因素。     

基于最优二次型理论的滚转导弹三回路驾驶仪设计与研究

建立了存在交叉耦合的滚转导弹动力学模型,并将通道耦合效应视为外界干扰,利用最优二次型(LQR)控制理论,提出了一种三回路驾驶仪的单输入多输出(SIMO)设计方法。分析了三回 路驾驶仪的基本特点,并研究了权系数矩阵与驾驶仪性能指标之间的关系,可辅助设计者更合理地选择权系数矩阵。将考虑耦合的动力学模型视为多输入多输出(MIMO)系统,对滚转导弹控制系统进行了设计。设计结果表明：对于存在状态耦合的滚转导弹而言,以SIMO设计的三回路驾驶仪可以很好地抑制耦合的影响,与MIMO设计得到的控制律差异很小。通过对滚转导弹耦合系统的非线性数学仿真,验证了以上结论的正确性。     

空空导弹驾驶仪鲁棒性分析

针对新一代空对空导弹飞行包线大、飞行环境复杂和气动参数变化剧烈的特点,采用μ方法建立了不确定性和扰动的模型。针对过载控制的非最小相位特性选取了性能加权函数。分别对PID控制器、H∞控制器、μ综合控制器通过统一的鲁棒性判别准则,分析了他们的标称性能、鲁棒稳定性和鲁棒性能,对采用3种控制方法的驾驶仪性能在频域和时域进行了对比,结果表明μ综合驾驶仪具有最好的综合性能。     

采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪设计

针对传统三回路自动驾驶仪在工程应用中对开环穿越频率约束不足的问题,设计了一种使用 奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪方法。该方法将奇异摄动裕度信息引入三回路自动驾驶仪中,对自动驾驶仪进行开环穿越频率极点设计和预测校正,使三回路自动驾驶仪能够有效地对开环穿越频率进行约束,不再依赖于控制系统的闭环自振频率,同时计算得到的奇异摄动值可有效地反映控制系统性能。试验结果分析证明,采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪克服了传统设计方法的缺点,对产生的干扰能够有效快速地进行抑制,并能通过奇异摄动值准确地反映控制系统工作效果。     

基于某导弹稳定回路的自适应自动驾驶仪的设计与应用

文中以某型导弹的稳定回路为研究对象,利用一种简便的模型参考控制,设计了基于该导弹稳定回路的自适应自动驾驶仪.通过仿真分析,设计的自动驾驶仪能满足制导系统提出的性能指标,具有一定的实际应用价值.     

战术导弹三回路过载驾驶仪时频特性分析

基于小扰动线性化的纵向弹体控制模型,研究了三回路驾驶仪及其新弹体的结构、快速性、鲁棒性以及对静不稳定弹体的增稳能力,建立并分析了驾驶仪的无量纲模型,针对三回路驾驶仪提出了一种新的设计思路。研究结果表明:阻尼回路新弹体增稳能力和鲁棒性较弱;增稳回路新弹体具有良好的鲁棒性和增稳能力但响应速度较慢;三回路驾驶仪通过设计一个远离开环弹体频率的一阶主导极点和一对阻尼合适的高频极点,使系统具备较好的快速性、稳定性和鲁棒性。     

速度追踪制导律制导回路建模及解析分析

以导弹初始瞄准误差为初始小扰动,建立理想条件下速度追踪制导律制导回路模型,在此基础上求解其解析表达式。通过对解析解进行无量纲化分析,得出理想条件下的速度追踪制导律制导回路只存在一个设计参数,它是无量纲的末制导时间,该设计参数直接决定了速度追踪制导律的制导精度与法向过载的大小。通过对法向过载及终点脱靶量的分析,给出了该设计参数的取值范围。     

导弹线性分式变换模型及其在Hoo增益调度自动驾驶仪设计中的应用

釆用图形法建立了导弹线性分式变换(LFT)模型，将导弹动カ学明确描述为确定性与不确定性两部分，构造了线性参数时变（LPV)/μ控制结构，运用D-K-D迭代算法设计了导弹H∞增益调度自动驾驶仪。LPV/μ控制技术明确考虑了导弹的时变特性，设计生成的控制器能够在导弹飞行过程中自动进行参数调节，适应导弹动力学特性的变化，从而稳定自动驾驶仪的动カ学特性。_仿真结果表明：建立的线性分式变换模型能够准确描述导弹的动力学特性，同时所设计的H00增益调度自动驾驶仪的动力学特性基本与导弹飞行条件的变化无关。     

一种线性自抗扰三回路姿态驾驶仪设计方法研究

针对传统三回路姿态驾驶仪在强非线性、强时变及强耦合条件下鲁棒性不足问题,提出了一种基于线性自抗扰控制的三回路姿态驾驶仪设计结构。在继承原驾驶仪设计结构和参数的基础上,采用线性自抗扰扩张状态观测器对建模过程中因“参数固化”和“小扰动”假设产生的不确定性和未建模扰动进行估计和补偿,实现了三回路驾驶仪鲁棒增强性设计。某再入飞行器的仿真结果表明,该方法控制鲁棒性高,解耦效果好。     

导弹快速自瞄准方法及仿真研究

为使弹道导弹在满足一定瞄准精度要求的条件下,缩短发射准备时间,提出了一种二位置快速自瞄准新方法。不同于传统的二位置定向方法,该方法不需要知道发射点的纬度,且转位角度可以根据需要来选择。推导了二位置自瞄准方法的计算公式,分析了影响瞄准精度的主要因素,并进行了数字仿真。仿真结果表明,在系统误差为3倍标准差,随机误差为万分之五的条件下,二位置自瞄准方位角最大误差小于5'．该方法可以满足使用组合制导而对初始定向精度要求稍低,对快速机动性要求较高场合的导弹瞄准要求。     

无陀螺捷联惯导系统加速度计安装误差研究

刚体的运动包括线运动和角运动,角运动通常用陀螺仪来测量。研究表明可以用加速度计代替陀螺仪来确定刚体的角运动,其关键是选择加速度计的安装位置和方向,即加速度计的配置方式。分析和推导了基于加速度计的无陀螺捷联惯性测量装置的可行条件,对Chen的6加速度计和一种12加速度计配置方式的惯性装置,给出了加速度计安装误差的表达式和试验标定方法并对安装误差进行了补偿。该项研究对中等精度和较低成本惯性技术的发展具有重要的意义。     

H∞ -Mixed Sensitivity Design of Roll Channel of Bank-to-Turn Autopilot for Small Diameter Bomb

According to requirements of the bank-to-turn (BTT) control for a small diameter bomb (SDB), the robust design problem for the roll autopilot was studied by H∞-mixed sensitivity control method. A roll channel dynamics model was established. Considering the couple between the yaw and roll channel as uncertain disturbance, the roll autopilot was designed using dual-loop scheme which takes a linear quadratic regulator (LQR) as inner-loop, to ensure the control effect of the certain part in model, and an H∞-mixed sensitivity control as outer-loop, to restrain coupling disturbance and strengthen the system's robust performance. The dynamic tracking performance and the robustness for the parameter disturbance of the roll controller were analyzed. The simulated results show that the roll control system functions better and robustly.     

随机风对比例导引制导精度影响研究

分析了随机风对弹体产生的干扰作用,建立了引入随机风干扰的比例导引制导系统模型,并对模型进行了适当简化,运用伴随法得到了简化后比例导引制导系统的解析解,系统解析解显示随机风造成的脱靶量与随机风的标准差成正比,并随着制导时间的增加趋于一个常值.最后详细分析了未经简化的比例导引制导系统,仿真结果表明:增大比例导引系数有利于抑...     

自动驾驶仪结构对静不稳定弹体的适应性分析

主动控制技术在空空导弹上逐渐得到越来越广泛的应用,这就提出了如何控制静不稳定弹体的问题,利用分析导弹飞行控制系统闭环传递函数稳定性的方法探讨了几种常见的自动驾驶仪结构的特点以及它们对静不稳定弹体的适应性问题,通过分析发现,对于静不稳定的弹体,采用加速度反馈三回路飞行控制系统(加速度计 速率陀螺)是一种较好的方案。     

虚位技术对相控阵雷达导引头制导性能的影响

为了研究相控阵雷达导引头（PARS）采用虚位技术后对导弹制导性能的影响,根据天线单元置相原理,分析了波束指向误差斜率（BSES）产生的原因,推导了弹体扰动下含有BSES的视线角速率输出传递函数,对其幅值及相角变化规律进行了分析。同时,根据波束空间指向角度关系,建立了BSES寄生回路模型,利用劳斯判据研究了不同虚位数对寄生回路稳定边界的影响。在雷达典型噪声输入条件下,利用参数无量纲化方法研究了不同虚位数对脱靶量的影响。研究表明：PARS采用虚位技术后将产生BSES,虚位数越大,BSES越大,在相同条件下寄生回路越容易失稳,所带来的脱靶量越大,接收机噪声比目标闪烁噪声对脱靶量的影响更大。因此需要根据不同的虚位数进行不同指向区间的误差标定,降低BSES,提高导弹末制导精度。     

导引头指向角误差研究

提出了以理论弹目线为中心的扫描方式，该方式能减小导引头扫描角度范围和扫描周期，降低了导引头设计技术指标要求；建立了以理论弹目线为中心的导引头指向角模型，并对其误差进行了分析；采用Monte- Carlo法对导引头指向角误差进行了仿真计算。结果表明，以理论弹目线为中心的扫描方式扫描角度范围减小2a，a大小与目标横向机动速度、导弹射程和采用的中制导律有关。研究结果可以对同类的自寻的导弹工程研制起借鉴作用。