新型过载驾驶仪滚转弹制导系统稳定性研究

针对平台式图像导引头实际应用中的隔离度寄生回路问题,基于新型过载驾驶仪开展了滚转弹锥形运动的动态稳定性研究。根据滚转弹体的线性动力学模型,引入加速度反馈增稳的新型过载驾驶仪,构建了考虑平台图像导引头隔离度寄生回路的滚转弹体制导系统模型,推导了新型过载驾驶仪滚转弹制导系统的动态稳定性条件。分析了隔离度、舵机总延迟角等重要参数对包含隔离度寄生回路的滚转弹体动态稳定域的影响。研究表明:滚转效应、寄生效应与控制指令延迟是导致驾驶仪参数设计稳定域减小的主要因素,制导系统设计参数应远离稳定性边界从而提升锥形运动稳定性。

战术导弹三回路过载驾驶仪时频特性分析

基于小扰动线性化的纵向弹体控制模型,研究了三回路驾驶仪及其新弹体的结构、快速性、鲁棒性以及对静不稳定弹体的增稳能力,建立并分析了驾驶仪的无量纲模型,针对三回路驾驶仪提出了一种新的设计思路。研究结果表明:阻尼回路新弹体增稳能力和鲁棒性较弱;增稳回路新弹体具有良好的鲁棒性和增稳能力但响应速度较慢;三回路驾驶仪通过设计一个远离开环弹体频率的一阶主导极点和一对阻尼合适的高频极点,使系统具备较好的快速性、稳定性和鲁棒性。

滚转导弹解耦过载驾驶仪及其BP自适应调度法

滚转导弹具有气动、惯性及控制耦合特性,三回路过载驾驶仪具有较好的动态响应特性,但俯仰与偏航双通道之间会存在耦合。为了实现了双通道完全独立,采用动态解耦算法设计了一种基于状态反馈与输入变换的解耦过载驾驶仪,弥补了三回路驾驶仪无法消除耦合特性的不足。滚转导弹制导段跨越的空域较大,气动参数非线性特性较强,在特征点数量较少的情况下,传统的基于插值方法的控制器参数增益调度策略的效果并不理想。针对滚转导弹耦合和传统增益调度设计有缺陷的问题,设计了一种基于BP神经网络的自适应调度算法(BPASM)。仿真结果表明,在特征点数量较少时,解耦效果更好,且在线计算量小,设计简便,具有一定的工程指导意义。

三回路过载自动驾驶仪鲁棒性分析

建立了过载自动驾驶仪模型,分析了三回路过载自动驾驶仪的结构特点,研究了三回路过载自动驾驶仪的鲁棒性。研究表明:相对于两回路过载自动驾驶仪,三回路过载自动驾驶仪引入攻角反馈构造了新飞行器,使构造飞行器回路处于较高频段,而驾驶仪的主导极点处于与设计参数相关的低频段,这使得过载自动驾驶仪的特性与原飞行器特性的相关度较小,而更多取决于设计参数,从而使三回路过载自动驾驶仪有更高的鲁棒性。

姿态及过载自动驾驶仪比例导引对比研究

文中在对过载自动驾驶仪和姿态自动驾驶仪进行对比分析的基础上,对过载自动驾驶仪加正常型比例导引律与姿态自动驾驶仪加积分型比例导引律对末制导精度的影响进行了对比研究。通过仿真分析可以看出,制导精度主要由导引头动力学和自动驾驶仪动力学中的慢环节决定。

过载自动驾驶仪分析研究

对过载自动驾驶仪的固有特性进行了研究.通过数学推导得出尾舵控制导弹过载自动驾驶仪具有非最小相位特性,仿真结果证明也是如此.过载自动驾驶仪是典型的0型系统,存在稳态误差.稳态误差与导弹速度、加速度反馈回路增益、弹体开环气动增益及舵系统增益有关,而与角速度反馈回路增益无关;主反馈回路可提供一定的相位超前,这有利于设计舵机伺服系统.

不同过载自动驾驶仪的对比研究

针对三种不同结构的过载自动驾驶仪进行了对比研究,推导了驾驶仪控制回路的闭环传递函数,并对闭环稳态误差进行了分析。基于极点配置方法,设计了自动驾驶仪控制参数。在此基础上,研究了各驾驶仪控制回路对执行机构动力学延迟、非线性环节以及测量噪声的响应特性,并进行了对比分析,为飞行器过载自动驾驶仪的选型和设计提供了依据。

基于开环穿越频率的伪攻角反馈驾驶仪设计

分析伪攻角反馈过载驾驶仪的结构特点,在采用输出反馈形式的基础上,以开环穿越频率为性能指标、系统自振频率为变量,使用连续搜索法,将闭环极点配置在期望的位置;同时考虑到伺服特性,使用优化方法搜索根平面,完成了引入附加约束条件的极点配置设计。通过实例分析,该方法便捷有效,适用于驾驶仪的工程设计。

三回路自动驾驶仪特点分析

对三回路自动驾驶仪的工作原理及特点进行了分析.研究表明,这种驾驶仪的内回路是姿态驾驶仪,可以对静不稳定导弹进行稳定,闭环稳态传递系数不受气动参数变化的影响,驾驶仪输出对舵机零位误差不敏感,系统响应速度较带积分校正的过载驾驶仪快,且三回路驾驶仪比标准驾驶仪对噪声有较强的滤波能力.

带有PID控制器的过载自动驾驶仪特性分析

针对PID控制器对过载自动驾驶仪特性的影响,对带有PID控制器的双回路过载自动驾驶仪的工作原理及其特性进行了分析。分析表明,带有PID控制器的双回路过载自动驾驶仪可以使静不稳定弹体稳定,且对于不同的气动参数,其稳态输出不会受到影响。该自动驾驶仪对于舵机常值零位误差输入没有稳态误差,而经典过载自动驾驶仪对于同样的舵机零位误差输入则产生稳态误差。相比含有积分矫正的双回路自动驾驶仪,带PID控制器的双回路自动驾驶仪响应速度更快。仿真结果表明了本文理论分析的有效性。

战术导弹末端攻角收敛优化设计方法

针对装有侵彻战斗部的导弹飞行末端攻角归零的需求,提出了过载收攻角自动驾驶仪和姿态收攻角自动驾驶仪两种攻角收敛方案。将导弹末端攻角收敛问题,转化为在某期望时间后攻角绝对值收敛于某小量的优化问题,待优化量为攻角收敛驾驶仪的外回路控制参数,采用最速梯度下降方法对该问题进行求解。使用导弹线性化状态空间作为优化算法的数学模型,设计了2种攻角收敛自动驾驶仪的控制参数;以战术导弹的某典型动力系数为例,分别优化了过载收攻角自动驾驶仪和姿态收攻角自动驾驶仪的控制参数。使用数学仿真对参数优化设计结果的有效性进行了验证,并使用根轨迹法对两种驾驶仪进行优劣对比,结果表明姿态收攻角驾驶仪对舵机性能要求更高。

采用捷联激光探测器的制导火箭比例导引实现方法

围绕制式火箭弹精确制导改造的需求,提出了一种采用捷联激光探测器和比例导引的火箭弹制导控制方案。针对捷联探测器只能测量弹轴相对于目标的偏差角而无法提供比例导引所需的惯性视线角速度信号的难题,研究了基于捷联探测器测量的误差角和弹体姿态角速度信号的弹目视线角速度信号提取算法。在制导控制系统内部,基于自动驾驶仪与制导律相匹配的原则,设计了两回路过载自动驾驶仪。无量纲脱靶量分析与攻击静止目标的弹道仿真结果验证了所提方案的可行性。