【摘 要】
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为了在现代的高科技战争中拥有技术优势,新一代近距格斗空-空导弹进行了全面的技术改进,大大地提高了其作战性能:增大了作战空域、提高了机动性与马赫数等。此时利用传统经典
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为了在现代的高科技战争中拥有技术优势,新一代近距格斗空-空导弹进行了全面的技术改进,大大地提高了其作战性能:增大了作战空域、提高了机动性与马赫数等。此时利用传统经典控制理论设计的控制系统存在以下问题:由于导弹模型线性化处理而忽略的非线性特性、各个通道间耦合作用、对象特性的不确定性和未建模动态特性等,从而使得设计出的导弹控制系统鲁棒性严重不足,大大限制了导弹的作战使用范围。为了解决上述问题,本文开展了采用鲁棒控制理论与方法进行新型空-空导弹飞行控制系统控制律设计的研究工作。这种方法通过合理地评估和建模,可以将忽略的导弹的非线性、各通道的耦合作用、不确定性和未建模动态特性等加入控制律的设计过程中。鲁棒控制理论体系的两个主流分支是:H∞控制理论与μ综合控制理论,为避免控制律设计结果出现较大的保守性,本文采用μ综合控制理论进行控制律设计。论文分别研究并设计了导弹俯仰、偏航和滚转三个通道飞行控制律,并将单通道设计结果应用到三通道被控对象中。数字仿真验证结果表明:单/三通道鲁棒控制器均满足控制性能指标要求,同时也具有良好的鲁棒性;实现了一个控制器对多个工作点的控制,不但从根本上提高了飞行控制系统的鲁棒性,并且突破了经典控制系统中一个控制器控制少数几个工作点,在弹道内进行控制器频繁切换的传统控制模式。论文还以俯仰/偏航通道的控制器为例,开展了控制器降阶设计研究。仿真结果表明:通过合适的降阶手段可以在保证控制系统性能的条件下,大幅降低控制器的阶数,从而提高工程实用性。
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