基于推力矢量/水舵复合的超空泡导弹变结构控制研究

为研究水下超空泡导弹在巡航段的稳定控制,提出了对导弹的俯仰、偏航和滚动通道均进行控制。从超空泡导弹受力的特殊性出发,提出一种按通道分配指令的推力矢量/水舵复合的控制策略,在此基础上推导其面向控制系统设计的数学模型,应用变结构控制理论设计控制器并进行数学仿真。仿真结果表明,航迹和姿态参数均可满足快速性、稳定性和鲁棒性的设计要求。

一类碟型飞行器质量/推力矢量复合控制研究

推导了基于质量/推力矢量复合控制的一类碟型飞行器空间六自由度运动动力学方程。以纵向运动为例,对模型进行了合理简化,进行了稳定性分析和控制器设计,给出了某一特征点上质量控制、推力矢量控制、质量/推力矢量复合控制的仿真曲线,最后进行了纵向运动飞行仿真,给出纵向运动实际飞行轨迹和理想飞行轨迹的对比仿真曲线,证明了控制器设计的有效性。

越肩发射空空导弹气动力/推力矢量复合控制器设计

针对采用气动力/推力矢量复合控制的空空导弹,在越肩发射时的大迎角飞行情况,研究变结构控制器设计。选取气动舵和推力矢量舵的线性组合策略,建立了BTT导弹弹体数学模型,在弹体数学模型分析的基础上,采用模型参考变结构控制方法对弹体滚动通道、俯仰-偏航通道控制器进行了设计。仿真结果表明,控制系统具有较好的控制性能,对于系统内部参数变化具有较强的鲁棒性,从而验证了模型参考变结构控制器的有效性,为新一代越肩发射空空导弹气动力/推力矢量复合控制器的设计提供了理论参考。

气动力/推力矢量复合控制空空导弹控制律研究

以某型空空导弹为对象,对初始段敏捷转弯控制方法进行研究。建立了气动力/推力矢量复合控制空空导弹的姿态控制系统模型,利用时标分离的思想将其分为快、慢子系统,并利用动态逆方法对子系统分别进行控制律的设计,最后在考虑导弹各个环节非理想因素的情况下,对导弹进行了全耦合状态下三通道联合数字仿真。仿真结果表明,所提出的控制方法使系统具有较好的跟踪性能,实现了通道间的解耦,说明了该方法的正确性和有效性。

格斗导弹推力矢量和气动力复合控制研究

近距格斗空空导弹在发动机工作的主动段采用推力矢量和空气动力复合控制方式,能够增加导弹的机动能力,文中推导了复合控制格斗导弹攻击模型,在此基础上进行了仿真计算。

气动力/推力矢量复合控制地空导弹解耦方法

为解决气动力/推力矢量复合控制地空导弹的耦合问题,建立了导弹的动力学模型,采用动态解耦方法对系统进行解耦控制设计,实现了复合控制导弹俯仰和偏航通道线性化解耦。仿真结果表明,系统具有较好的跟踪性能,实现了通道间的解耦,说明了该方法的正确性和有效性。

空气舵/推力矢量复合控制技术研究及其仿真

为解决高升阻比的面对称升力体气动外形造成风剪区干扰力矩大,控制力矩不足导致喷管摆角需求超过最大允许值的问题,进行了姿态控制技术研究;采用了空气舵\推力矢量复合控制以及计攻角补偿的方法,提高控制能力的同时,又有效减小了风剪区的攻角,使喷管摆角需求降低到允许值以内;研究结果保证了导弹可以通过风剪区,并对相应的控制方法建立六自由度模型,在matlab的仿真环境下进行了仿真验证,有较好的工程实际应用价值。

一类新型飞行器复合控制研究

首次推导了基于质量控制和推力矢量控制的一类无尾无舵翼碟形飞行器的空间六自由度运动动力学方程。以纵向运动为例,对模型进行了合理的简化,进行了稳定性分析和控制器设计,给出了不同控制的仿真曲线。最后进行了飞行仿真研究,给出了六自由度飞行轨迹仿真曲线,证明了控制器设计的有效性,为深入探讨质量/推力矢量复合控制奠定了基础。

一类碟式飞行器复合控制模型研究

推导了基于质量控制和推力矢量控制的一类碟式飞行器的空间六自由度运动动力学方程,并对纵向运动模型进行了仿真研究,为深入探讨质量和推力矢量复合控制奠定了基础。

战术导弹垂直发射快速转弯复合控制研究

战术导弹垂直发射的关键技术之一是实现快速转弯,研究了垂直发射快速转弯复合控制技术。针对空气舵/扰流片推力矢量复合控制技术,提出了战术导弹垂直发射初段程序转弯方案;建立了导弹的空气舵/扰流片推力矢量复合控制数学模型;通过设计线性组合的舵复合控制策略,将系统由多输入-单输出,转变为单入-单出系统,推导了复合控制弹体的传递函数,设计了复合控制回路,并利用频域分析方法进行了回路分析,纵向通道频域特性分析表明,系统具有良好的鲁棒性和动态品质;最后通过弹道的六自由度仿真,结果验证了所设计的复合控制策略的可行性。

高高空浮空器变质心复合控制技术研究

将变质心姿态控制应用到高高空浮空器上，推导出了高高空浮空器变质心动力学模型，给出了变质心姿态运动机理。采用广义逆方法，并考虑到执行机构操纵效率约束，设计了高高空浮空器非线性复合控制器。该控制器通过执行机构权值的设置实现效率分配和故障复现，通过加权广义逆控制实现控制量的分配，从而实现控制系统重构。以某巨型柔性浮空器为例。进行了气动舵面、变质心和矢量推力共同作用的复合控制系统研究，并给出了纵向平面内轨迹高度跟踪的仿真结果。结果表明，加权广义逆方法很好地实现了复合控制的分配和重构，并给出了控制能量最小的解，提高了控制系统的操纵效率和可靠性。

基于PID控制的垂直发射控制技术

基于对PID控制的垂直发射控制技术的研究，针对导弹的垂直发射问题，文章阐述了：①建立了气动舵，推力矢量复合控制的模型；②提出了一种能够实现垂直发射快速转弯的程序弹道指令设计方法，并设计了导弹3个通道的PID控制器；③通过对弹道进行6DOF仿真分析，验证了指令和控制器设计的正确性和有效性。

红外近距格斗空空导弹发展展望

在最近发生的几次局部战争中,空空导弹对夺取制空权起到了非常重要的作用,许多国家都开始发展和装备新一代空空导弹。分析了现代空战对新一代红外近距格斗导弹的要求,指出拦截巡航导弹将成为新一代红外格斗导弹的作战使命。介绍了国外新一代红外近距格斗导弹典型型号的发展情况,主要是美国的AIM-9X、英国的ASRAAM、德国的IRIS-T。最后对新一代红外近距格斗导弹普遍采用的关键技术——气动外形与系统设计、红外成像制导、气动力/推力矢量复合控制、小型捷联惯导等进行了探讨。