考虑自动驾驶仪延迟的非线性最优末制导方法

针对过载受限和自动驾驶仪延迟等条件下的非线性最优末制导指令在线生成方法进行研究。首先,基于庞特里亚金极大值原理,建立了目标静止的非线性最优末制导问题的最优性条件,并利用饱和函数将过载约束嵌入最优性条件。其次,应用参数化方法使得通过数值积分即可快速生成满足最优性条件的飞行轨迹数据集。然后,利用该数据集训练神经网络,使其拟合弹-目相对运动状态到最优制导指令的映射关系,实现过载约束下制导指令的毫秒量级在线生成。针对自动驾驶仪的延迟响应,通过微分补偿法估计神经网络下一时刻输出的制导指令以实现快速跟踪。最后,仿真结果表明,本文所提出方法针对静止目标与小机动目标都能够在线生成最优制导指令。

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。

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。

巡航导弹姿态与过载自动驾驶仪对比研究

针对巡航导弹常见的两种自动驾驶仪,即姿态自动驾驶仪和过载自动驾驶仪,进行对比研究,并分析其与比例导引律匹配时的系统制导性能。通过对其结构图及传递函数的分析可以看出过载自动驾驶仪能够实现全状态反馈,使系统响应具有很好的快速性。当和比例导引法匹配时,由于法向过载控制能够直接对质心进行控制,故其制导性能更好。通过对制导回路和自动驾驶仪匹配的三自由度仿真,结果表明采用过载自动驾驶仪的系统其制导时间短,脱靶量小,从而验证了理论的正确性。

采用过载控制的自动驾驶仪设计

提出了利用过载控制技术设计一种新型的自动驾驶仪 ,即在纵向和航向上采用专门的线加速度计和角加速度计来测量导弹的法向过载及其变化率 ,利用变结构控制方法设计了过载控制规律 ,从而实现对导弹法向过载的稳定和控制 .采用该驾驶仪设计了一种高低混合的方案飞行弹道 .最后 ,通过过载稳定回路和弹道仿真结果证明了该自动驾驶仪设计方案是可行的 .由于无需测量纵向和航向上的姿态角和角速率 ,因而在纵向和航向上可以不用陀螺 ,降低了驾驶仪的制造成本 ,使其结构也变得简单 .

某型运输机发生严重颠簸时的阵风响应分析

介绍了某型运输机在飞行中遭遇阵风,引起飞机发生严重颠簸的情况。分析了颠簸时自动驾驶仪参数、发动机参数和飞机纵向参数变化。结果显示,高度、指示空速、迎角、俯仰角、法向过载等飞参在飞机遭遇阵风时的响应迟滞不同。同时计算得到飞机的相对升力(与颠簸前飞机稳定平飞时升力的比值)和垂直风速,其极值分别为0.25 m/s和-11.58 m/s,出现在飞机发生严重颠簸(最大法向过载增量为-0.52)时。

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。

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。