● 摘要
制导系统是导弹的灵魂，而自动驾驶仪可以看作是制导系统的核心。本文提出了一种利用现代控制理论设计自动驾驶仪的方法。采用状态空间法描述执行机构和弹体的动态模型，并分析连续和采样系统的能控性能观性。提出所期望的控制系统的动态指标，将指令加速度看作干扰量，设计全状态反馈，配置系统的极点。最后引入状态观测器，使得状态反馈成为一种能实现的控制方式。在此基础上提出了一种含有自适应环节的自动驾驶仪结构，设计了其中的自适应控制律，并证明了系统的稳定性。与此同时为方便制导技术的研究，本文将制导回路仿真模型应用于一套硬件在回路仿真系统。并为这套系统的目标模拟器的电器控制部分设计了电机驱动和信号反馈电路，利用SIMULINK设计了电机控制器。为了方便使用，本文还对硬件电路进行了部分的数字化和小型化。该仿真系统可以将SIMULINK下建立的模型通过RT-LAB下载到目标机上实时地执行，提高了半实物仿真的效率和可靠性。仿真过程中引入了导引头、弹体、目标模拟器等实际物理部件，可以进行多种导引、控制律的半实物仿真，仿真过程更贴近实战环境。最后，本文将两部分工作结合起来，通过这套硬件在回路仿真平台测试制导回路的性能，并辅助分析自动驾驶仪的性能。