● 摘要
实现精确打击是对导弹武器的主要要求,提高导弹武器打击精度的关键依赖良好的制导控制系统。倾斜转弯(Bank-to-turn, BTT)控制方式能够实现这一关键的目标,其控制方式不同于常规侧滑转弯(Slide-to-turn, STT)导弹,这种控制技术能够使得导弹的机动性和区域作战能力有非常大的提高。因此,对BTT控制技术研究有重要的理论价值和实际意义。
BTT独特的控制方式使得导弹数学模型的强耦合性和复杂非线性难点突出。本文在研究自抗扰控制技术的基础上,着重从理论推导和工程应用两方面,深入研究了自抗扰控制技术在BTT导弹控制系统设计中的应用。本文主要完成以下几个方面的工作:建立了BTT导弹六自由度非线性模型。并在适当的简化和假设下,针对自抗扰控制技术的特点,推导出了导弹标称模型;研究了自抗扰控制技术的核心算法:跟踪微分器(Tracking-Differential, TD)和扩张观测器(Extend-State-Obsever, ESO),并提出了基于生物地理学算法(Biogeography-Based Optimization, BBO)自抗扰控制器的参数整定及优化方法,提高了控制器的鲁棒性;基于导弹标称模型,采用“时标分离”的概念,进行姿态控制的内外环控制器的设计,仿真结果表明所设计的控制器能够很好地跟踪期望目标,具有强鲁棒性和抗干扰能力;最后,基于工程应用的需求,设计并研制了基于Windows+RTX架构的实时半实物仿真系统,为实现控制算法的硬件在环仿真奠定平台基础。
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