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锥形运动控制的导弹姿态稳定性分析

国防科技大学学报 2015年第3期37卷 97-103页

作者：段笑菊孙瑞胜白宏阳薛晓中南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094 南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

针对锥形运动对弹体稳定性的影响,建立了导弹锥形运动控制的非线性数学模型,通过引入复攻角的概念,使难以用解析手段处理的非线性模型转换成可解析的一般模型。根据线性化模型分析了导弹复攻角运动方程,推导了制导控制系统参数的稳定控... 详细信息

针对锥形运动对弹体稳定性的影响,建立了导弹锥形运动控制的非线性数学模型,通过引入复攻角的概念,使难以用解析手段处理的非线性模型转换成可解析的一般模型。根据线性化模型分析了导弹复攻角运动方程,推导了制导控制系统参数的稳定控制域范围,分析了控制系统阻尼回路和控制回路对导弹锥形运动稳定性的影响规律,提出了锥形运动控制的稳定性判定方法。仿真结果进一步验证了该判定方法的可行性和正确性,为导弹锥形运动的制导控制系统设计提供了依据。

关键词：锥形运动速度控制复攻角姿态稳定性

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基于陀螺力学的旋转导弹锥形运动分析

宇航学报 2010年第9期31卷 2082-2087页

作者：任天荣马建敏复旦大学力学与工程科学系上海200433 上海机电工程研究所上海200233

针对旋转导弹飞行中弹体的锥形运动,利用陀螺动力学中的双自由度陀螺线性扰动方程建立数学模型,分别分析了纵向静稳定力矩和侧向力矩对旋转导弹锥形运动的作用机理;利用布尔加可夫相空间方程组,分析线性气动阻尼对旋转导弹的锥形运动的... 详细信息

针对旋转导弹飞行中弹体的锥形运动,利用陀螺动力学中的双自由度陀螺线性扰动方程建立数学模型,分别分析了纵向静稳定力矩和侧向力矩对旋转导弹锥形运动的作用机理;利用布尔加可夫相空间方程组,分析线性气动阻尼对旋转导弹的锥形运动的影响。结果表明,旋转导弹锥形运动的幅度随弹体气动静稳定性而增加,故气动参数mzα的选择应以导弹质心最靠后时仍能保持弹体纵向中立静稳定为标准,而且线性气动阻尼对旋转导弹的锥形运动的稳定是不利的,并最后导致旋转导弹锥形运动的发散。

关键词：旋转导弹陀螺动力学锥形运动稳定性

基于章动运动理论的火箭弹锥形运动稳定性分析

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兵工学报 2009年第10期30卷 1291-1296页

作者：闫晓勇杨树兴张成北京理工大学宇航科学技术学院北京100081

基于自旋弹体短周期力矩投影的动力学方程,建立了以弹体摆动章动角和进动角为变量的弹体锥形运动的非线性数学模型,通过引入广义章动角及进动角速率,使难以用解析手段处理的非线性模型转换成可解析的一般模型。根据线性化模型分析了弹... 详细信息

基于自旋弹体短周期力矩投影的动力学方程,建立了以弹体摆动章动角和进动角为变量的弹体锥形运动的非线性数学模型,通过引入广义章动角及进动角速率,使难以用解析手段处理的非线性模型转换成可解析的一般模型。根据线性化模型分析了弹体章动及进动运动的相互关系,给出了自旋弹体章动运动稳定性条件。对非线性模型,研究了章进动运动对弹体锥形运动极限环的作用,给出了弹体锥形运动稳定时自旋弹体章动角度及进动角速度应满足的解析关系。

关键词：航空、航天科学技术基础学科自旋弹锥形运动章动稳定性

弹丸锥形运动对半捷联稳定平台稳定性的影响分析

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兵工学报 2018年第2期39卷 269-275页

作者：李杰郑涛冯凯强杜思远张樨杨雁宇中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

为解决弹丸锥形运动的存在导致半捷联稳定平台摆动角速率增大的问题,对带动稳定平台发生摆动的轴承摩擦力矩变化规律进行分析。以SKF轴承摩擦力矩计算模型为基础,用龙格-库塔法对弹丸锥形运动情况下的轴承摩擦力矩进行仿真,结合文献[1]... 详细信息

为解决弹丸锥形运动的存在导致半捷联稳定平台摆动角速率增大的问题,对带动稳定平台发生摆动的轴承摩擦力矩变化规律进行分析。以SKF轴承摩擦力矩计算模型为基础,用龙格-库塔法对弹丸锥形运动情况下的轴承摩擦力矩进行仿真,结合文献[1]分析的稳定平台工作原理得到锥形运动情况下半捷联稳定平台摆动角速率的理论值。为了对理论分析验证,进行了地面半物理试验,将试验数据与理论仿真数据的频谱分析结果对比,发现二者都存在频率与幅值相一致的高低频段角速率,且低频角速率的频率恒定,高频角速率的频率与弹丸滚转角速率的频率一致。从而说明半捷联稳定平台摆动角速率的增加是由于弹丸锥形运动导致稳定平台俯仰角以及轴承所受压力发生变化,引起轴承摩擦力矩随弹丸滚转角速率同频变化,最终使稳定平台叠加高频角速率所致。

关键词：弹丸稳定平台锥形运动 SKF轴承龙格-库塔法

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基于锥形运动的制导火箭速度控制导引律设计

航空学报 2014年第4期35卷 933-941页

作者：刘鹏云孙瑞胜李伟明明超南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

针对制导火箭落点速度的约束要求,提出了一种采用锥形运动控制导弹飞行速度的导引方法。该方法首先设计了满足速度约束的虚拟目标理想运动轨迹,将导弹减速控制问题转化为对虚拟目标的追踪导引问题,通过建立制导火箭与虚拟目标的相对运... 详细信息

针对制导火箭落点速度的约束要求,提出了一种采用锥形运动控制导弹飞行速度的导引方法。该方法首先设计了满足速度约束的虚拟目标理想运动轨迹,将导弹减速控制问题转化为对虚拟目标的追踪导引问题,通过建立制导火箭与虚拟目标的相对运动模型,分析了弹目相对位置和相对速度的关系,推导了具有速度控制的导引律一般形式,并采用动态逆控制理论设计了锥形运动控制指令和导引参数。通过数字仿真对比了不同落角约束条件下导弹锥形运动的速度控制效果,结果表明该方法设计的导引律能够满足制导火箭速度约束要求,且制导精度高、控制效果好,为导弹锥形运动速度控制技术提供了参考。

关键词：制导火箭锥形运动速度控制导引律动态逆虚拟目标

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旋转弹锥形运动发生区间及频率特性研究

固体火箭技术 2014年第3期37卷 295-300页

作者：任天荣马建敏复旦大学力学与工程科学系上海200433 上海机电工程研究所上海201109

针对旋转弹体飞行中出现的锥形运动问题,建立了关于发动机端面燃烧的旋转弹的变质量陀螺方程,运用李亚普诺夫一次近似理论,分析了主动段飞行的旋转弹姿态运动关于零点收敛、发散的条件,及发生锥形运动区间,并得出关于旋转弹锥形运动振... 详细信息

针对旋转弹体飞行中出现的锥形运动问题,建立了关于发动机端面燃烧的旋转弹的变质量陀螺方程,运用李亚普诺夫一次近似理论,分析了主动段飞行的旋转弹姿态运动关于零点收敛、发散的条件,及发生锥形运动区间,并得出关于旋转弹锥形运动振荡频率的解析公式,从理论上说明了旋转弹在实际飞行中所表现的不同3个频率特征,即弹体无阻尼振荡频率高于其主动段自由飞行的振荡频率;弹体主动段自由飞行振荡频率高于其小舵偏机动飞行的振荡频率。最后,解释了旋转火箭弹的"掉弹"现象。

关键词：旋转弹锥形运动发生区间振荡频率旋转火箭弹

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火箭弹锥形运动的数学仿真与抑制措施

北京理工大学学报 2007年第3期27卷 196-199页

作者：王华毕吴甲生北京理工大学机电工程学院北京100081

通过对卷弧形尾翼3种不同安装方式大长径比无控低速旋转火箭弹的气动特性进行数值计算,并进行六自由度弹道数值仿真,验证了火箭弹的锥形运动以及尾翼安装方式对锥形运动的影响,进一步证明了卷弧形尾翼采用反装让弹体反向滚转可抑制低速... 详细信息

通过对卷弧形尾翼3种不同安装方式大长径比无控低速旋转火箭弹的气动特性进行数值计算,并进行六自由度弹道数值仿真,验证了火箭弹的锥形运动以及尾翼安装方式对锥形运动的影响,进一步证明了卷弧形尾翼采用反装让弹体反向滚转可抑制低速旋转无控火箭弹的锥形运动.

关键词：气动特性火箭弹锥形运动数值仿真

基于弹载地磁测试的高速旋转稳定弹锥形运动分析

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兵工学报 2016年第12期37卷 2235-2241页

作者：张龙赵志勤范斌宁张岩西北机电工程研究所陕西咸阳712099

为了研究高速旋转稳定弹丸在飞行过程中的锥形运动规律,采用弹载地磁姿态测试方法,通过分析当地地磁矢量、弹丸速度矢量及弹轴地磁测试分量间的角度关系,构建高速旋转弹丸角运动规律及参数的测试模型。给出弹载地磁测试的试验方法,构建... 详细信息

为了研究高速旋转稳定弹丸在飞行过程中的锥形运动规律,采用弹载地磁姿态测试方法,通过分析当地地磁矢量、弹丸速度矢量及弹轴地磁测试分量间的角度关系,构建高速旋转弹丸角运动规律及参数的测试模型。给出弹载地磁测试的试验方法,构建测试平台及相应的标定与校正设备,通过试验测试获得了地磁测试数据,完成了地磁测试数据的信号滤波与姿态解算,得到弹丸锥形运动的轨迹曲线。结合弹丸角运动模型对测试弹丸的角运动过程测试结果进行分析,进一步分解得到了弹丸进动、章动运动规律。分析结果表明弹载地磁测试与弹丸角运动模型可以相互支撑,能准确揭示高速旋转弹锥形运动的规律。

关键词：兵器科学与技术高速旋转弹丸锥形运动地磁测试弹载测试陀螺效应

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火箭弹锥形运动稳定性分析

兵工学报 2008年第5期29卷 562-566页

作者：王华毕吴甲生安徽军工集团安徽合肥230022 北京理工大学宇航科学技术学院北京100081

根据滚转火箭弹的动力学方程,给出了在弹体坐标系下无控低速滚转火箭弹在被动飞行段的锥形运动方程组。对方程进行线性化,采用里雅谱诺夫一级近似方法,得出其系统稳定性方程。由Hurwitz判别准则,找出侧向力矩对系统稳定性的影响。结合... 详细信息

根据滚转火箭弹的动力学方程,给出了在弹体坐标系下无控低速滚转火箭弹在被动飞行段的锥形运动方程组。对方程进行线性化,采用里雅谱诺夫一级近似方法,得出其系统稳定性方程。由Hurwitz判别准则,找出侧向力矩对系统稳定性的影响。结合实际算例验证侧向力矩对火箭弹锥形运动的影响并通过仿真得到临界转速和临界锥角。

关键词：飞行器控制导航技术锥形运动稳定性火箭弹侧向力矩