捷联导引旋转弹制导控制系统研究

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1、国内图书分类号：TJ714学校代号：10213国际图书分类号:623.5密级：公开工学硕士学位论文捷联导引旋转弹制导控制系统研究硕士研究生：魏武臣导师：崔乃刚申请学位：工学硕士学科专业：飞行器设计所在单位：哈尔滨工业大学答辩日期：2015年03月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TJ714U.D.C.:623.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonGuidanceandControlSystemforRoll

2、ingMissilewithaStrap-downSeekerCandidate：Wei,WuchenSupervisor：Prof.Cui,NaigangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：SpacecraftDesignAffiliation：Dept.ofAstronauticsEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinIns

3、tituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着军事技术的发展，对低成本和高精度的旋转导弹的研发需求日益提高，使得旋转导弹的制导控制技术受到学术界和工业界的广泛关注。现代战争中，战技指标要求的提高和制造成本的降低，对于旋转导弹的制导控制系统提出了更高的要求。具有低成本优势的捷联导引头只能对视线角进行测量，不能提供视线角速度，而旋转导弹同时具有旋转耦合特性，使得纵、侧向运动有交连影响，因此亟需针对旋转导弹的这些特点进行制导控制系统的设计，从而提高命中精度。本文以旋转导弹的制导控制

4、系统设计为应用背景，对制导控制系统方案和相关关键技术开展了研究。首先对旋转导弹的研究目的和意义进行了介绍，对国内外研究现状进行了调研与分析；其次针对旋转导弹的特点，定义了坐标系和角度关系，建立了旋转导弹的运动学和动力学模型，设计了旋转弹的纵向和侧向弹道方案；然后对旋转导弹的制导系统进行了设计分析，提出了三种适合于捷联导引头的制导方法，重点研究了捷联比例导引法，并对制导律进行了详细的推导；对旋转弹的气动参数进行了计算，给出了舵机模型，推导了弹体传递函数，针对旋转导弹的耦合特性，给出了两种解耦方法，并设计了

5、三通道独立的控制系统；最后分别开展了导弹旋转特性仿真分析、控制系统仿真分析和六自由度综合仿真验证，仿真结果表明了本文所设计的旋转导弹制导控制系统的有效性和正确性。本文的研究成果可为旋转导弹的制导控制系统设计提供一定的参考，具有较强的理论研究意义和工程应用价值。关键词：旋转导弹；捷联比例导引；解耦控制；陀螺补偿；前馈补偿-.I.-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmilitarytechnologies,theresearchdemandsforlow-

6、costandhigh-precisionrollingmissilesareincreasing,whichbringstherollingmissileguidanceandcontroltechnologiestowidernoticeinbothacademiaandindustry.Inthemodernwar,theimprovementoftacticalandtechnicalindextogetherwiththereductionofmanufacturingcosthasmadeh

7、igherrequirementstotheguidanceandcontrolsystemsofrollingmissiles.Thelow-coststrap-downseeker,withoutacquiringtheangularrateofsight,canonlymeasuretheangleofsight.Meanwhile,rollingmissilealsohastherotationcouplingcharacteristics,whichcausethecrosslinkeffec

8、tsbetweenlongitudinalandlateralmovements,thereforemissileengineersandresearchersshouldwastenotimeutilizingthesefeaturesofrollingmissilestodesignguidanceandcontrolsystemsandthusimprovethehittingaccuracy.Thispapertakesthedes