小型巡飞弹捷联制导与BTT控制系统设计.pdf

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1、硕士学位论文小型巡飞弹捷联制导与BTT控制系统设计DESIGNOFSTRAPDOWNGUIDANCEANDBTTCONTROLSYSTEMFORSMALLPATROLMISSILE赵亚普哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：学校代码：10213国际图书分类号：密级：公开工学硕士学位论文小型巡飞弹捷联制导与BTT控制系统设计硕士研究生：赵亚普导师：浦甲伦申请学位：工学硕士学科：航空宇航科学与技术所在单位：航天工程系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U.D.C

2、:DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringDESIGNOFSTRAPDOWNGUIDANCEANDBTTCONTROLSYSTEMFORSMALLPATROLMISSILECandidate：ZhaoYapuSupervisor：PuJialunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：AerospaceScienceandTechnologyAffiliation：Dept.ofAstronau

3、ticsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要巡飞弹是多种高新技术融合的新型智能弹药，在现代战争信息化中表现出了巨大潜力。巡飞弹的发展对导引头和制导控制技术提出了较高要求，对捷联导引头和制导、控制的研究具有重要意义。本文以小型巡飞弹为研究对象，主要研究小型巡飞弹捷联制导系统设计及BTT控制系统设计。首先介绍了课题研究背景和意义，给出了巡

4、飞弹研究现状、捷联制导及BTT控制研究现状。其次，建立了小型巡飞弹数学模型。定义常用的坐标系，并给出各坐标系间的转换关系；建立了巡飞弹质心动力学方程和弹体绕质心转动的动力学方程；巡飞弹质心运动学方程和弹体绕质心转动的运动学方程，并给出坐标系之间的角度关系，同时给出了弹体侧向过载方程，作为后续研究的基础。再次，设计了视线角型捷联制导系统。重点对角度反馈形式的落角约束最优末制导进行深入研究。针对捷联导引头惯性视线角无法量测的问题，采用直接重构法和基于视线动力学模型的无迹卡尔曼滤波方法提取惯性视线角，研究捷联积分型比

5、例导引律和角度反馈形式的落角约束最优末制导并进行分析。然后，设计了视线角速率型捷联制导系统。研究基于视线动力学模型的视线角速率估计方法，开展基于TD跟踪微分器的视线角速率提取方法研究。研究视线角速率型末制导律，基于最优控制理论推导弹道成型末制导律，并对非奇异终端滑模制导律进行对比分析。最后，设计了小型巡飞弹的BTT控制系统。进行了BTT弹体控制系统小扰动线性化控制建模，协调解耦与三通道独立设计，并进行了六自由度仿真。进行了制导控制系统的综合打靶仿真，并对仿真结果进行总结分析。关键词：巡飞弹；捷联导引头；视线角速

6、率估计；捷联制导律；BTT控制I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractPatrolmissileisanewtypeofhigh-techfusionofintelligentammunition,thetrendofmodernwarfareinformationhasshowngreatpotential.Thedevelopmentofpatrolmissilehashigherrequirementsforseekerandguidancecontroltechnology,anditisofg

7、reatsignificancefortheresearchofstrapdownseeker,guidanceandcontroltechnology.Inthispaper,asmallpatrolmissileisstudied,andthedesignmethodofthestrapdownguidancesystemandthedesignofBTTcontrolsystemaremainlystudied.Firstly,thispaperintroducestheresearchbackgroun

8、dandsignificanceofthesubject,introducesthepatrolmissileresearchstatusandtheresearchstatusofstrapdownguidanceandBTTcontrol.Secondly,themathematicalmodelofsmallpatrolmissileisestablished.Thispaper