论文摘要
论文以超声速巡航导弹高度控制、BTT控制以及综合飞行/推进控制为研究背景,开展控制方法研究和六自由度弹道仿真检验。为增加导弹射程和提高突防概率,目前超声速巡航导弹大都采用高低空巡航弹道,且对导弹巡航段、爬升段以及下滑段的高度控制性能要求较高。高低空弹道弹体参数差别较大,为此论文提出高度控制采取内外环控制构型并在外环采用基于李亚普诺夫稳定理论的变结构方法。为削弱变结构控制固有的抖振特性,采用在变结构控制基础上并联PD控制的方法。通过与经典PD控制的性能比较,验证变结构并联PD控制方法不但对弹体参数摄动具有良好的鲁棒性,而且能较好地削弱抖振的影响。为改善弹体的升阻比特性和增强导弹的机动能力,超声速巡航导弹大都采用非轴对称气动外形,该外形下的进气道布置以及冲压发动机的稳定工作要求导弹侧滑角较小,导弹侧向机动必须采用BTT技术。BTT导弹的俯仰/偏航通道为具有强烈运动耦合的多输入多输出系统。通过分析加权函数阵的选取原则和措施以优化确定其构型,论文采用混合灵敏度鲁棒H_∞方法设计BTT控制系统。设计点线性仿真分析表明基于期望性能选取对角加权函数阵不但能使俯仰/偏航通道实现动态解耦和满足期望性能指标,而且对弹体参数摄动具有良好的鲁棒性。导弹大攻角机动时,吸气式推进系统工作不稳定,飞行、推进系统之间存在强烈的相互影响,且大攻角机动要求推进系统提供满足要求的推力以提高导弹飞行性能,为此论文提出对飞行、推进系统采取综合控制技术。综合控制系统的设计有两种策略,即集中设计策略以及递阶设计策略。通过比较两种设计策略,表明采用递阶设计策略不但能满足期望性能指标,且设计出来的控制系统维数较低。通过分析比较几种主要综合控制系统设计方法的优缺点,表明就目前来说混合灵敏度鲁棒H_∞方法的应用前景最好。六自由度弹道仿真分析验证了论文所建立数学模型的合理性以及所设计控制系统的有效性,证明所采用的设计方法满足控制性能要求。
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标签：超声速巡航导弹论文; 高度控制论文; 控制论文; 综合飞行论文; 推进控制论文; 变结构控制论文; 鲁棒控制论文; 六自由度仿真论文;