空空導彈自動駕駛儀設計

摘要

為了在現(xiàn)代的高科技戰(zhàn)爭中擁有技術(shù)優(yōu)勢，空戰(zhàn)目標的機動性能力日益增強，對空空導彈的機動性、靈活性提出了更高的要求。因此，自動駕駛儀的設計對保證空空導彈的作戰(zhàn)能力具有重要意義。

本論文簡要介紹了空空導彈及其制導控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，學習了導彈制導系統(tǒng)的基本工作原理。為建立導彈數(shù)學模型，定義了常用坐標系及其轉(zhuǎn)換矩陣，分析了作用在導彈上的力和力矩，推導了導彈動力學和運動學方程，基于小擾動原理得到了描述導彈運動的傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型。

在學習經(jīng)典三回路控制結(jié)構(gòu)原理的基礎上，推導了解析設計方法，對控制系統(tǒng)的參數(shù)進行設計，在Matlab/Simulink下對所設計的空空導彈自動駕駛儀進行了仿真及驗證，通過分析仿真后的數(shù)據(jù)和結(jié)果，所設計的自動駕駛儀可以快速響應過載控制指令，能夠消除偏差，控制效果較好。

關鍵詞：空-空導彈，自動駕駛儀，經(jīng)典三回路控制結(jié)構(gòu) 

Abstract

...

KEY WORDS：air-to-air missile，the autopilot，three loop control structure 

目錄

第一章 緒論1

1.1 選題背景與意義1

1.2 空空導彈及其制導控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢1

1.2.1 空空導彈發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢1

1.2.2 導彈制導技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢3

1.3 論文的主要工作與章節(jié)安排6

第二章 導彈制導控制系統(tǒng)基礎7

2.1 制導控制功用和組成7

2.2 制導控制系統(tǒng)分類8

2.3 對制導控制系統(tǒng)的要求10

2.3.1 制導控制系統(tǒng)的要求10

2.3.2 空空導彈制導控制系統(tǒng)的新要求及新方法12

2.4 自尋的制導控制系統(tǒng)15

2.4.1 自尋的制導控制系統(tǒng)原理及組成15

2.4.2 制導誤差信號及制導信號的形成16

第三章 空空導彈數(shù)學建模19

3.1 常用坐標系及坐標系之間的關系19

3.1.1 常用坐標系19

3.1.2 坐標系之間的關系20

3.2 導彈運動學建模21

3.2.1 作用在導彈上的力與力矩21

3.2.2 導彈動力學方程23

3.2.3 導彈運動學方程24

3.2.4 導彈的質(zhì)量方程25

3.2.5 操縱關系方程25

3.2.6 導彈運動學模型26

3.2.7 STT控制線性方程組28

3.3 彈體運動的狀態(tài)空間表示和傳遞函數(shù)表示29

3.3.1 彈體運動的狀態(tài)空間表示30

3.3.2 彈體運動的傳遞函數(shù)表示31

第四章 典型結(jié)構(gòu)過載駕駛儀的解析設計方法34

4.1 經(jīng)典三回路駕駛儀極點配置設計34

4.2 經(jīng)典三回路駕駛儀的解析設計方法 35

4.2.1 以開環(huán)穿越頻率為約束的解析設計方法35

4.2.2 直接的解析設計方法37

第五章 空空導彈自動駕駛儀仿真及驗證40

5.1 空空導彈自動駕駛儀設計40

5.1.1 俯仰偏航通道自動駕駛儀設計40

5.1.2 滾轉(zhuǎn)通道自動駕駛儀設計40

5.2 控制系統(tǒng)參數(shù)的設計及仿真41

參考文獻47

致謝49

畢業(yè)設計小結(jié)50