制导火箭弹控制系统设计与仿真

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论文主要研究了制导火箭弹控制系统的设计问题。首先介绍了制导火箭弹和飞行控制系统,并在对弹体模型进行建模的基础上建立了六自由度弹道方程与弹体的传递函数,为控制系统的设计和仿真奠定了基础。  在对制导火箭弹控制系统进行设计时,采取了基于增益调度法的控制系统设计方法和控制参数的优化设计方法两种设计方法。利用增益调度法对控制系统进行设计时,俯仰回路和偏航回路选取了经典三回路过载控制系统和伪攻角反馈三回路过载控制系统两种控制结构,通过系统的性能指标要求,由内环向外环逐层求取控制参数。  采用控制参数的优化设计方法时,通过对系统的闭环极点与舵机处的开环截止频率建立约束条件,并以闭环系统带宽作为系统最优性能指标,求得控制参数的优化值使其在满足系统约束条件下闭环系统带宽取得最大值。通过对两种控制方法进行比较可知控制参数的优化设计方法得到的闭环系统带宽明显提高,这也证明了参数的优化设计算法的可行性。  最后,针对气动参数的扰动、输入制导指令的带宽及实际舵机性能等因素,进一步对设计的控制系统进行分析,并指出了控制系统优化和努力的方向。
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