【摘 要】
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智能迫击炮弹是由身管发射,只在弹道末段进行制导的灵巧弹药,既具有常规火炮射程远、发射过载高、威力大的特点,又有采用制导技术具有精度高、抗干扰等优点。由于智能迫击炮
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智能迫击炮弹是由身管发射,只在弹道末段进行制导的灵巧弹药,既具有常规火炮射程远、发射过载高、威力大的特点,又有采用制导技术具有精度高、抗干扰等优点。由于智能迫击炮弹的控制系统具有很强的非线性,传统制导武器控制系统的设计一般通过小扰动线性化方法来简化非线性的,并以此来建立其控制系统的数学模型。但随着现代战争的发展,在更高的控制精确度要求下,这种方法已不能很好地适用了,本文提出采用非线性控制技术应用在智能迫击炮弹的控制系统设计中。本文详细阐述了智能迫击炮弹的控制工作原理,分析了其气动布局类型和特点,为增加飞行距离,结合炮弹的实际情况,弹体气动布局选择“+-”型配置形式,提出在弹身增设“一”字形折叠式三角弹翼,并采用前苏联的AИИИ法来计算空气阻力系数和升力系数;建立合适坐标系,通过坐标系间的相互转换关系推导出迫击炮弹非线性数学模型,采用四元数快速处理技术来研究确定迫击炮弹在无控模式下飞行姿态角;分析说明了小扰动假设下的线性化和反馈线性化两种算法的区别,提出采用输入输出解耦反馈线性化算法对其非线性系统进行解耦并进行分通道控制;分别建立舵机回路、俯仰通道和偏航通道控制系统模型,舵机回路采用PID算法来校正控制系统,俯仰、偏航通道控制系统采用模型参考自适应控制算法来确保本文通过反馈线性化方法设计的系统在参数不确定时的可靠、稳定性;最后在MATLAB/Simulink环境下对智能迫击炮弹无控模式的弹道、舵机控制回路、解耦后分通道控制系统和智能迫击炮弹加控制的弹道进行仿真;仿真结果表明,智能迫击炮弹控制系统的可靠性、灵活控制和命中精度都有很大提高。
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