高超聲速飛行器制導控制系統(tǒng)設計.pdf

1、高超聲速飛行器由于具有極高的飛行速度因而在軍事領域得到了廣泛的研究。高超聲速飛行器技術中，制導與控制技術是核心技術之一，制導與控制系統(tǒng)的性能直接決定了高超聲速飛行器能否準確命中目標?，F代化戰(zhàn)爭中為了達到最大損毀效果，不僅期望脫靶量最小，而且對飛行器命中目標時入射角度也提出了一定的要求。本文以飛行器攻擊地面固定目標為背景，對帶落角約束的高超聲速飛行器制導控制系統(tǒng)進行設計，主要研究工作如下：
　　1、對高超聲速飛行器進行了動力學和運動

2、學分析,建立了飛行器六自由度數學模型和氣動模型。由于飛行器六自由度模型為復雜的非線性形式且各通道之間耦合嚴重，難以直接進行制導控制系統(tǒng)設計。本文基于飛行器末制導段側向運動相對較小的特點，通過合理假設和簡化，建立了高超聲速飛行器俯仰通道模型，為后續(xù)制導控制系統(tǒng)設計打下了基礎。
　　2、制導控制系統(tǒng)由制導回路和控制回路組成，因此分別對高超聲速飛行器制導律和姿態(tài)控制器進行了設計。制導律設計要求飛行器命中目標時滿足脫靶量要求和落角約束。通

3、過分析彈目相對運動關系建立了帶落角約束制導模型。在此基礎上，分別設計了帶落角約束的比例導引律和滑模變結構制導律，通過數字仿真驗證了制導律有效性并對兩種制導律制導性能進行了對比。
　　3、在俯仰通道模型的基礎上建立了高超聲速飛行器面向控制模型。針對高超聲速飛行器控制系統(tǒng)面臨的非線性、隨機不確定性和實時性等問題，采用滑模變結構控制方法進行姿態(tài)控制器設計。首先基于傳統(tǒng)滑?？刂品椒ㄔO計了姿態(tài)控制器。為了提高控制器響應速度、控制精度和魯棒性