攔截彈直接力-氣動力混雜控制研究.pdf

1、為了滿足導(dǎo)彈在高空作戰(zhàn)時的機動性能，導(dǎo)彈需要較大的機動過載能力并具有較快的響應(yīng)速度。若按照傳統(tǒng)模式，僅依靠獨立的氣動力控制，則其末制導(dǎo)階段可用過載小，空氣舵響應(yīng)有所延遲，容易導(dǎo)致目標逃逸。因此需要考慮引入直接側(cè)向力的混雜控制策略來彌補氣動力控制的不足。
　　本文以攔截彈為研究對象，采用變結(jié)構(gòu)控制理論，針對姿控式直接力/氣動力復(fù)合控制系統(tǒng)，設(shè)計輔助滑模面，加入模糊輔助控制，對開關(guān)項進行估計優(yōu)化，達到去抖動的效果。以俯仰平面為例，設(shè)計

2、復(fù)合控制系統(tǒng)的控制律，實現(xiàn)了復(fù)合控制系統(tǒng)的有限時間鎮(zhèn)定。
　　本文主要研究了以下幾方面內(nèi)容：
　　1.確定了攔截彈直接力/氣動力復(fù)合控制系統(tǒng)的總體方案并建立姿控式復(fù)合控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。利用混雜系統(tǒng)理論分析直接力的離散特性，利用系統(tǒng)的零動態(tài)特性理論來分析系統(tǒng)的動態(tài)特性，并對模型進行簡化。應(yīng)用古典控制方法設(shè)計了氣動力控制子系統(tǒng)，并針對所設(shè)計的系統(tǒng)進行時域分析和頻域分析，所得系統(tǒng)基本能夠滿足期望的性能指標。
　　2.考慮到直

3、接力的離散特性，基于滑模變結(jié)構(gòu)理論，設(shè)計氣動力等效控制和直接力切換控制，研究了其控制器的設(shè)計和實現(xiàn)問題。以俯仰平面為例，在理想條件下進行數(shù)值仿真，結(jié)果表明系統(tǒng)的響應(yīng)時間短，能夠滿足導(dǎo)彈的可用過載和機動能力。
　　3.利用模糊控制對系統(tǒng)不確定性進行估計，引入輔助滑模面，對氣動力控制器進行優(yōu)化，基于有限時間理論實現(xiàn)了復(fù)合系統(tǒng)的鎮(zhèn)定。最后對所提出的方法進行仿真，仿真結(jié)果表明通過等效控制和切換控制的組合分配，可以有效縮短響應(yīng)時間，進一步改