● 摘要
随着传统的气动力控制方法越来越难以满足导弹的性能要求，直接力/气动力复合控制技术成为了高性能防空导弹制导控制方面的关键技术。在细长体导弹飞行速度等性能的不断提高的同时，气动弹性对导弹动态品质的影响已成为导弹设计中必须考虑的问题。本文针对受气动弹性影响的导弹进行直接力/气动力复合制导与控制研究，并重点研究了导弹控制系统设计与复合控制逻辑设计问题。本文主要就以下几部分内容进行了研究：1. 建立了导弹三维六自由度刚体动力学模型；考虑到细长体导弹的弹性特征，将导弹视为非均匀自由梁，建立了弹体弹性运动方程，分析了气动弹性对导弹的影响并给出了受气动弹性影响的导弹动力学模型。2. 从导弹短周期运动模型出发，结合滑模自适应理论与退步控制理论，设计了导弹姿态控制系统，通过自适应方法消除模型不确定性影响，通过退步控制方法克服了通道间耦合影响，仿真分析表明该控制系统具有较好的鲁棒性和控制精度。3. 针对直接力/气动力复合控制导弹的需求，分析了直接侧向力的开启策略，并基于模糊控制理论设计了复合控制逻辑，合理的分配了直接力与气动力的控制指令，仿真分析表明设计的复合控制逻辑能够有效弥补空气舵效率的不足，提高响应速度。4. 根据中制导段与末制导段的不同特点，设计了基于比例导引法的中制导律与基于变结构理论的末制导律。结合动力学模型与控制系统的研究成果，对直接力/气动力复合导弹进行拦截目标的数字仿真，仿真结果验证了动力学模型、姿态控制系统、复合控制逻辑以及制导律的正确性。