哈尔滨工业大学《系统建模与仿真》第7章飞行器制导控制系统仿真

《哈尔滨工业大学《系统建模与仿真》第7章飞行器制导控制系统仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第7章、飞行器制导控制系统仿真7.1概述飞行器制导控制系统组成:＞导引头：目标定位，光学（可见光、红外）.射频（微波、毫米波）；（传感器）惯测组合（IMU）:姿态、位置测量；（传感器）弹载（制导）控制计算机系统：制导控制规律解算，含接口、通信等；（控制器）＞舵系统/控制发动机：执行控制指令，产生控制舵偏角或直接产生控制力；（执行机构）飞行器制导控制系统仿真：＞仿真从飞行器发射到命中目标的制导控制系统全过程＞制导体制不同、仿真方法也不同＞可以是全数字仿真、也可以是半实物仿真屮制导段:末制导段iM►目标V-第7章、飞行器制导控制系统仿真7.1概述飞行

2、器制导控制系统组成:＞导引头：目标定位，光学（可见光、红外）.射频（微波、毫米波）；（传感器）惯测组合（IMU）:姿态、位置测量；（传感器）弹载（制导）控制计算机系统：制导控制规律解算，含接口、通信等；（控制器）＞舵系统/控制发动机：执行控制指令，产生控制舵偏角或直接产生控制力；（执行机构）飞行器制导控制系统仿真：＞仿真从飞行器发射到命中目标的制导控制系统全过程＞制导体制不同、仿真方法也不同＞可以是全数字仿真、也可以是半实物仿真屮制导段:末制导段iM►目标V-7.2飞行器制导控制系统仿真的作用＞复杂非线性控制系统设计＞系统仿真应用于制导控制系统研

3、制的全过程＞可靠性模型、可靠性仿真＞型号设计定型时，提供系统性能的统计数据＞由于真实靶场试验的各种条件限制而不能实现的复杂条件或边界条件下的试验7.3飞行器制导控制系统数学仿真＞数学仿真分为三类：模拟机仿真、数字仿真、混合仿真＞制导控制系统数学模型：◊导弹-目标相对运动学模型◊目标运动数学模型◊弹体动力学及运动学模型◊自动驾驶仪数学模型◊导弹和目标的测量跟踪及制导指令形成装置的数学模型◊噪声模型◊误差模型7.4制导控制系统半实物仿真7.4.1制导控制系统半实物仿真的独特作用:＞有的制导控制系统很难建立准确的数学模型，如射频制导＞利用半实物仿真可以

4、进一步校准系统的数学模型＞利用半实物仿真，能直接有效地检验制导控制系统各设备的功能与性能7.4.2制导控制半实物仿真系统组成（1）主动式射频寻的制导半实物仿真系统＞参试设备：主动式射频导引头、制导控制计算机、惯测组合装置、舵系统仿真设备：主动式射频目标仿真器、两台三轴转台、负载力矩仿真器、仿真计算机、接口装置、试验控制台、支持服务系统舵系统制导控制计算机导引头射频目标仿真器舵负载力矩仿真器线加速度表输出电路陀螺三轴转台接口接口接口三轴转台-X接口接口7.4.3红外寻的制导半实物仿真系统＞参试设备：红外导引头、制导控制计算机、惯测组合装置、舵系统＞

5、仿真设备：红外目标仿真器、两台三轴转台、负载力矩仿真器、仿真计算机、接口装置、试验控制台.支持服务系统7.4.3制导控制系统半实物仿真设备（1）目标仿真器■作用：目标包括背景和干扰的仿真■在功能上：应能实现目标、背景和干扰的仿真。■此处：♦目标：包含多目标♦背景：包含复杂的背景♦干扰：多种干扰■在性能上：应满足♦物理特性，如振幅起伏、角闪烁、多普勒效应、不同波长的光辐射能量等仿真♦运动学特性，如目标运动范围，含：高低角、方位角、距离、角速度与角加速度的变化范围（这些目标的变化范围与典型目标的飞行、运动空域是相对应的）■分类：■按目标信号的馈入方式

6、：♦辐射式：辐射信号为微波、毫米波、红外、紫外等♦注入式：中频注入、视频注入和低频注入■按结构：♦射频：机械式、阵列式、机电混合式♦光学：机械式、平行光管、复合扩束式■辐射式比注入式复杂■一般：寻的制导采用辐射式，指令制导采用注入式■主要指标:目标位置精度、响应速度目标仿真器：是从目标数据库提取目标数据（含背景和干扰数据），到目标仿真器输出仿真的目标参数，应达到所要求的精度和响应速度。可能是射频的（雷达制导）、光学的（含红外）（2）飞行姿态仿真器（仿真转台）作用：■仿真导弹的姿态角运动，提供逼真的导弹姿态运动环境■在实验条件下，仿真导弹在飞行中的

7、姿态运动，有三轴的、单轴的、五轴的组成：台体、电子控制柜、能源系统分类：•按自由度数：•按伺服系统能源形式：单轴、双轴、三轴、多轴■电动、液压、电动液压混合•按台体结构形式：■立式、卧式■制导体制与控制方式均将影响转台的形式驱动方式：电动、液压主要技术指标：◊负载尺寸、质量、惯量，◊轴线垂直度，轴线交点偏差◊转台的结构形式：UUU、000、U00、OUT◊角位置精度、角度变化范角速度精度及变化范最大角加速度◊频率响应特性就目前的水平，做成一台所有情况下都能适用的万能的三轴转台是不可能的，也是不必要的。一般在导弹的制导控制系统半实物仿真中，采用两部

8、转台：◊一台置放导引头：导引头结构重量大，转台要承受较大的负载，使转台的结构比较笨重，限制了转台的频响（快速性）◊一台置放自动驾驶仪的位