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变质心控制导弹的稳定性分析与鲁棒控制

上海交通大学学报 2003年第4期37卷 570-573页

作者：易彦周凤岐余松煜上海交通大学电子信息学院上海200030 西北工业大学航天工程学院西安710072

利用根轨迹法对变质心控制旋转导弹的稳定性进行分析 ,给出了变质心控制导弹稳定的充分必要条件 .针对弹体参数大范围剧烈变化的特点 ,根据 H∞ 控制理论 ,设计了 H∞ 状态反馈鲁棒控制器 .大大减小了弹体自身参数变化对制导系统性能的... 详细信息

利用根轨迹法对变质心控制旋转导弹的稳定性进行分析 ,给出了变质心控制导弹稳定的充分必要条件 .针对弹体参数大范围剧烈变化的特点 ,根据 H∞ 控制理论 ,设计了 H∞ 状态反馈鲁棒控制器 .大大减小了弹体自身参数变化对制导系统性能的不良影响。

关键词：变质心控制旋转导弹稳定性分析 H∞控制器

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变质心控制高速滑翔弹动力学与控制律研究

弹道学报 2012年第2期24卷 10-14页

作者：韩艳铧陆宇平南京航空航天大学航天学院南京210016

为研究变质心控制高速滑翔弹在下滑弹道上的动力学建模与弹道跟踪控制问题,基于Lagrange分析力学建立了滑翔弹在下滑纵向平面上的动力学方程,并将其转化为标准状态方程.在标准下滑弹道的某配平点上作小扰动线性化,然后根据LQR理论设计... 详细信息

为研究变质心控制高速滑翔弹在下滑弹道上的动力学建模与弹道跟踪控制问题,基于Lagrange分析力学建立了滑翔弹在下滑纵向平面上的动力学方程,并将其转化为标准状态方程.在标准下滑弹道的某配平点上作小扰动线性化,然后根据LQR理论设计了飞行控制律.控制律通过沿弹头纵轴移动的滑块实现,可避免空气舵在高速飞行条件下的气动热烧蚀等问题.数值仿真表明,滑块具有强大的控制能力,只需在较小范围内移动即可有效控制弹头精准跟踪标准下滑弹道,验证了本文方法的有效性和可行性.

关键词：滑翔式导弹导弹制导多刚体系统飞行力学拉格朗日分析力学变质心控制

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高速飞行器变质心控制技术综述

宇航学报 2022年第3期43卷 271-281页

作者：周敏周凤岐周军郭建国西北工业大学精确制导与控制研究所西安710072

基于变质心附加惯量消旋、质量矩姿控、操稳性能调控三种控制模式对变质心控制的基本原理进行了阐述。详细分析了变质心高速飞行器所面临的动力学建模、制导控制、执行机构设计研制和系统仿真评估四方面的关键控制问题。最后,对变质心... 详细信息

基于变质心附加惯量消旋、质量矩姿控、操稳性能调控三种控制模式对变质心控制的基本原理进行了阐述。详细分析了变质心高速飞行器所面临的动力学建模、制导控制、执行机构设计研制和系统仿真评估四方面的关键控制问题。最后,对变质心高速飞行器发展趋势和未来主要研究方向进行了展望。

关键词：变质心控制高速飞行器多体动力学复合控制

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飞行器变质心控制及性能分析

宇航学报 2010年第9期31卷 2165-2171页

作者：李瑞康高长生荆武兴钱霙婧哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨150001 中国航天科工集团第二研究院北京100854

在合理简化基础上,推导了滑块运动与飞行器姿态角运动之间的关系,分析了配平攻角产生机理及条件;同时还深入分析了轴向位置、横向偏移量、质量比等滑块结构参数对配平攻角的影响;以及不同配平条件下弹道落点偏差情况。结果表明,气动阻... 详细信息

在合理简化基础上,推导了滑块运动与飞行器姿态角运动之间的关系,分析了配平攻角产生机理及条件;同时还深入分析了轴向位置、横向偏移量、质量比等滑块结构参数对配平攻角的影响;以及不同配平条件下弹道落点偏差情况。结果表明,气动阻力与系统质心偏移弹体纵轴是产生配平攻角两个必要因素,系统静稳定是产生配平攻角的前提条件;轴向位置决定了系统静稳定裕度,与配平攻角呈反比关系;横向偏移量改变控制力矩的力臂,与配平攻角呈正比关系;质量比对力臂和系统静稳定裕度均有影响,与配平攻角呈线性或非线性正比关系;变质心控制能力主要体现在低空段。

关键词：变质心控制空间飞行器控制性能配平攻角

变质心控制导弹H_∞综合LPV鲁棒自动驾驶仪的设计

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西北工业大学学报 2004年第3期22卷 360-364页

作者：何矞周凤岐周军西北工业大学航天工程学院陕西西安710072

线性系统就系统描述的参数变化情况可划分为 LTI、LTV和 LPV 3种类型 ,变质心控制导弹的线性化模型是在特定的简化条件下得到的 ,是一种典型的存在模型不确定性的 LPV系统 ,且导弹工作在较宽的飞行条件下 ,其参数变化范围很大 ;为了使... 详细信息

线性系统就系统描述的参数变化情况可划分为 LTI、LTV和 LPV 3种类型 ,变质心控制导弹的线性化模型是在特定的简化条件下得到的 ,是一种典型的存在模型不确定性的 LPV系统 ,且导弹工作在较宽的飞行条件下 ,其参数变化范围很大 ;为了使设计的自动驾驶仪具有足够的稳定裕度和能够适应较大参数变化范围的能力 ,文中利用凸多面体理论 ,基于自调整 LPV综合 H∞ 鲁棒控制器的设计方法 ,针对变质心控制导弹的自动驾驶仪 ,在系统满足控制器的存在性定理的条件下 ,给出了设计方法 ,这种设计方法简单、在线计算量小 ,通过仿真结果验证了变质心矩自动驾驶仪能够完全满足鲁棒性和全域操作的设计要求。

关键词：变质心控制线性变参数鲁棒控制器凸多面体

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变质心控制技术及其应用综述

飞航导弹 2010年第3期 66-70,75页

作者：赵红超徐君明林嘉新海军航空工程学院

概述了变质心控制技术的基本原理及其相对于传统控制技术的优点,对变质心控制技术在再入弹头、拦截弹和水下航行器上的应用情况以及理论研究成果分别进行了介绍和分析。

关键词：导弹变质心控制应用理论研究

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变质心控制飞行器的末制导方法研究

变质心控制飞行器的末制导方法研究

作者：李冠林哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

变质心控制飞行器相比于气动力控制、直接力控制飞行器具有结构简单、气动外形好等优势。本文针对于变质心控制再入飞行器,考虑制导精度、落速和弹道倾角约束,对其末制导律的设计问题做了以下的研究工作:首先,对于变质心控制飞行器的运... 详细信息

变质心控制飞行器相比于气动力控制、直接力控制飞行器具有结构简单、气动外形好等优势。本文针对于变质心控制再入飞行器,考虑制导精度、落速和弹道倾角约束,对其末制导律的设计问题做了以下的研究工作:首先,对于变质心控制飞行器的运动特性进行研究,针对于本文研究的问题的特点,给出系统受力分析情况。在此基础上,对于具有单一滑块的变质心控制飞行器的系统质心和绕质心运动分别建立了运动学方程和动力学方程。给出速度、弹道倾角和弹道偏角计算公式、飞行高度模型、大气模型、射程模型、苛氏力、牵连加速度以及联系方程模型等七个辅助模型。在此之后,对于所研究的对象的末制导问题进行研究。在考虑到整个飞行过程中不同阶段的条件差异,采用分段的思想,并给出分段的依据。在低空段采用了考虑重力影响的滚转制导律,通过适当的制导律参数选择和一些补偿,使得飞行器能够在标称情况下具有较高的的精度、落速和弹道倾角。在此基础之上,通过对于分段点的设计,使得飞行器飞行射程可以在一定范围内进行改变,从而对于目标点发生变化的情况仍然能够具有较高的的精度。在此基础上,对于系统中存在不确定性的情况进行末制导的设计。针对飞行器系统存在不确定性的问题,采用了预测-校正的方法进行设计。首先,对于系统中存在的参数不确定性,通过仿真分析得到便于观测的物理量进行表示。然后,通过迭代计算得到制导律参数调整值与所观测的物理量偏差值之间的灵敏度矩阵,进而得到制导律参数在系统存在不确定性时的调整方法。最终,在考虑重力影响的滚转制导律的基础上,得到在系统存在不确定性时的制导律,增强了制导律的鲁棒性。最后,将所提出的两种制导律加以综合,进行末制导系统的数字仿真。从仿真的结果可以看出,文中提到的制导律可以使飞行器的误差减小,与此同时还可以使其具有较好的落速和落地角度。

关键词：变质心控制制导律预测-校正

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基于变质心控制的低速水下航行器动力学建模

机械科学与技术 2007年第3期26卷 327-331页

作者：葛晖徐德民周秦英西北工业大学航海学院西安710072 西安电子科技大学通信学院西安710071

针对水下滑翔机器人在低速运动过程中常规鳍舵低的问题,提出了通过设在航行器内部的3个滑动质量块运动,改变机器人动力学系统质心,从而改变了作用在机器人上的流体动力力矩,进而改变其姿态角,从根本上克服了常规的鳍舵控制方法的不足。... 详细信息

针对水下滑翔机器人在低速运动过程中常规鳍舵低的问题,提出了通过设在航行器内部的3个滑动质量块运动,改变机器人动力学系统质心,从而改变了作用在机器人上的流体动力力矩,进而改变其姿态角,从根本上克服了常规的鳍舵控制方法的不足。本文基于广义d’Alembert方程推导了基于变质心控制的水下滑翔机器人的4刚体9自由度动力学方程,进行了纵平面下的弹道仿真。

关键词：水下滑翔机器人滑动质量块变质心控制

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基于新型配置方式的自旋弹头变质心控制研究

航天控制 2011年第4期29卷 3-7,13页

作者：赵红超史贤俊范绍里海军航空工程学院烟台264001

为了实现对自旋弹头的精确控制,提出了一种新型的质量块控制装置配置方式。该配置方式中2套径向质量块控制装置不随弹头自旋而旋转。建立了自旋弹头的姿态运动方程,并采用滑模控制方法设计了自旋弹头的变质心控制系统,能够保证自旋弹头... 详细信息

为了实现对自旋弹头的精确控制,提出了一种新型的质量块控制装置配置方式。该配置方式中2套径向质量块控制装置不随弹头自旋而旋转。建立了自旋弹头的姿态运动方程,并采用滑模控制方法设计了自旋弹头的变质心控制系统,能够保证自旋弹头的俯仰角和偏航角的跟踪误差收敛到零。为了验证自旋弹头的变质心控制系统的性能,举例进行了仿真研究。仿真结果表明:自旋弹头的俯仰角和偏航角能够快速地跟踪指令信号,对阶跃指令信号的跟踪精度可达100%,对正弦指令信号的跟踪精度可达99.5%。

关键词：自旋弹头配置方式变质心控制滑模控制