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反舰导弹末端机动弹道的实现研究

作　者: 陈晓娟
导　师: 史震
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 导航、制导与控制
关键词: 超音速反舰导弹过载控制机动变轨
分类号: TJ761.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 446次
引　用: 4次
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内容摘要

随着舰艇、编队防空反导能力的手段增多、反导能力的不断增强，反舰导弹在这整个突防过程中将面临着舰载武器系统多层次、多批次的拦截。为了适应未来海战的特点和要求，如何提高反舰导弹的突防能力，已经成为各国研究的一项重点。目前反舰导弹的飞行轨迹比较单一，基本上在纵向平面上实现爬升、巡航(掠海)平飞和末端导引，在航向上实现扇面发射。这种方法，在敌方有预警机的情况下，很容易被敌方发现、跟踪和预测，并由它指挥前沿敌舰发射反导导弹、或密集阵火炮进行拦截。为了增加敌方对我反舰导弹的预测难度，并尽可能缩小敌方的反应时间，提高突防效率，反舰导弹需要采用超音速与有限的机动相结合的飞行方式，这也是本次设计的内容。在设计飞航导弹的飞行控制系统时，国内一般采用传统的姿态稳定控制方案，即由敏感元件测量导弹的空间姿态角和姿态角速度，形成闭合回路，进行姿态角的PID控制。这种设计方案在低马赫数、小空域的应用领域内，已有很多成功的经验。但在超音速、大机动的应用条件下，姿态稳定控制方案很难实现对导弹机动过载限制条件的充分利用，难以保证对导弹的高机动性能要求。本文通过直接测量和控制法向过载和过载变化率来操纵超音速反舰导弹的飞行，充分的发挥了导弹的过载能力。本文在采用过载控制方案的基础上，采用非线性控制方法，设计了线性自适应变结构复合控制器，结果发现所设计的控制器能够消除变结构控制所固有的颤振问题。在过载稳定回路的基础上，通过对导弹高度和侧向偏移的控制实现了导弹的飞行控制系统设计。通过对导弹的末端机动信号的设计，实现了导弹纵向跃升和航向蛇形两种机动弹道。从仿真结果可以看出，实现机动后，导弹仍可以回到原来的轨道上，并且导弹的实际过载、高度和侧向偏移都能够满足要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题的背景  10-11
  1.2 反舰导弹的发展现状  11-13
  1.3 导弹控制系统结构及特点  13-14
  1.4 反舰导弹过载控制构思  14-15
  1.5 论文的主要工作  15-16
第2章变结构系统概述  16-27
  2.1 滑模变结构控制简介  16-17
  2.2 滑模变结构控制基本原理  17-19
  2.3 滑模控制的渐近率  19-21
  2.4 滑模变结构控制器的设计方法  21-22
  2.5 滑模变结构控制系统的颤振问题  22-25
  2.6 滑模变结构控制的应用  25-26
  2.7 本章小结  26-27
第3章反舰导弹过载控制系统模型的建立  27-42
  3.1 常用坐标系及坐标系之间的关系  27-30
    3.1.1 常用坐标系  27-28
    3.1.2 坐标系之间的关系  28-30
  3.2 导弹动力学建模  30-38
    3.2.1 作用在导弹上的力与力矩  30-33
    3.2.2 导弹动力学方程  33-34
    3.2.3 导弹运动学方程  34
    3.2.4 导弹的质量方程  34
    3.2.5 导弹运动学模型  34-36
    3.2.6 过载方程  36-38
  3.3 过载控制原理  38-39
  3.4 弹体模型的建立  39-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章导弹过载控制系统设计  42-61
  4.1 导弹纵向通道的控制回路设计  42-43
    4.1.1 导弹纵向通道稳定回路设计  42-43
    4.1.2 导弹纵向通道控制回路设计  43
  4.2 导弹航向通道控制回路设计  43-44
    4.2.1 导弹航向通道稳定回路设计  43-44
    4.2.2 导弹航向通道控制回路设计  44
  4.3 导弹控制器设计  44-58
  4.4 本章小结  58-61
第5章反舰导弹末端机动弹道实现  61-69
  5.1 跃升机动弹道设计与仿真研究  61-65
  5.2 蛇形机动弹道设计与仿真研究  65-68
  5.3 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

反舰导弹末端机动弹道的实现研究

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