基于脉冲修正的智能子弹药运动及末段控制技术研究

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本文采用理论研究和数值模拟相结合的方法对加装脉冲修正装置的BAT子弹药运动以及控制系统进行了相关研究,主要研究内容及结论包括:(1)简单设计了BAT子弹药的外形结构,对其控制系统各组成模块及功能进行了介绍,介绍了BAT子弹药的整个制导作用过程及控制功能的实现过程。(2)对BAT子弹药进行了气动仿真分析,分别得到了不同马赫数和攻角条件下的力系数和力矩系数的变化情况以及弹体表面的压力分布情况。利用MATLAB拟合出了相关的数学关系表达式和变化曲线。得到的公式和局部压力图为弹道分析和结构的优化设计提供了参考。(3)基于导弹飞行力学对BAT子弹药的运动进行了分析。分别建立了无控状态和有控状态下的6-DOF运动方程,建立的弹道模型为后续的弹道仿真提供了依据。(4)对脉冲发动机的控制策略进行了相关的研究和弹道仿真。首先介绍了脉冲发动机的结构参数和工作原理,分析了工作方式以及基本工作参数的选择原理,给出了脉冲选择的相关算法。其次,对影响脉冲发动机工作的效果的因素进行了分类分析,利用仿真得到了脉冲修正效果与各影响因素的关系曲线,仿真曲线为各参数的选择提供了依据。最后对修正前后的弹丸进行了稳定性分析和蒙特卡洛模拟打靶,通过对修正前后的落点进行对比分析,证明了脉冲修正的必要性。(5)对硬件电路进行了设计。将BAT的整个控制系统划分为声识别模块、主控制器模块和点火驱动模块三个不同模块,重点对点火驱动模块电路进行了详细的设计。其中包括点火驱动电路和电压转换电路。并且结合安全性考虑,对电路进行了改进设计,最后,给出了点火序列的选择依据和整个加装脉冲发动机的BAT子弹药系统作用时序。
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