【技术实现步骤摘要】
一种针对超近程制导弹的有限时间控制方法
[0001]本专利技术导弹姿态控制
,特别涉及一种针对超近程制导弹的有限时间控制方法。
技术介绍
[0002]现在战争要求各国军事力量具备全纵深,宽正面的打击能力,因此研制能够打击近距离目标,保护己方高价值目标的超近程导弹是十分必要的。超近程导弹的射程范围一般在3000m以内,飞行时间一般在10s左右。根据制导带宽和姿控带宽匹配关系,超近程导弹姿态控制系统需要具备更短的调节时间,而单纯地提高控制系统响应速度,会造成超调量增加,导致跟踪制导指令的精度下降,进而影响导弹命中目标的精度。因此,相较于大射程导弹,超近程导弹对控制系统的快速性和准确性都提出了更高的要求。
[0003]随着现代控制理论的不断发展,针对导弹姿态控制的技术方法层出不穷,各有优劣。通过线性化手段处理导弹系统模型,进而基于线性控制理论(如PID、LQR等)设计控制器的方法忽视了系统的非线性和耦合特性,很难准确描述系统完整动态,且无法兼顾控制系统的快速性和准确性。反演控制技术为解决非线性系统的设计问题提供了一种有效的途径,其主要思路是通过构造虚拟控制变量来降低控制系统的阶次,逐级递推最终设计出非线性控制律。此种方法虽然能够获得较为理想的控制效果,但是控制律中指令的微分量难以准确获得且各级子系统对虚拟指令的细微跟踪误差都会在系统中传递和累积。
[0004]近些年来,有限时间控制因其收敛速度快、控制精度高等优势,受到了各国学者的重视,能够为解决超近程导弹相关控制问题提供全新可行的思路。针对导弹姿态控 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对超近程制导弹的有限时间控制方法,其特征在于,包括以下步骤:基于导弹运动模型,提取姿态控制模型;基于微分同胚映射方法进行系统坐标转换,获得积分串联控制模型;将集总干扰扩张成系统状态,设计扩张状态观测器;在有限时间控制理论框架内,利用加幂积分技术进行控制器设计。2.根据权利要求1所述的一种针对超近程制导弹的有限时间控制方法,其特征在于,所述提取姿态控制模型基于超近程导弹的纵向平面运动模型,具体包括:建立超近程导弹的纵向平面运动模型;建立超近程导弹的纵向平面运动模型;建立超近程导弹的纵向平面运动模型;建立超近程导弹的纵向平面运动模型;建立超近程导弹的纵向平面运动模型;建立超近程导弹的纵向平面运动模型;建立超近程导弹的纵向平面运动模型;式中:y为发射系下纵向位置,v为导弹飞行速度,m为导弹质量,g为重力加速度,I
z
为转动惯量;P,L,D分别为导弹受到的推力,升力和阻力;M
z
为导弹受到的俯仰力矩;α,θ,分别为攻角,弹道倾角和俯仰角;ω
z
为俯仰角速度,τ为单位时间内燃料消耗量。将模型中与姿态参数α,θ,ω
z
相关的方程提取出来,获得如下姿态运动方程:相关的方程提取出来,获得如下姿态运动方程:相关的方程提取出来,获得如下姿态运动方程:相关的方程提取出来,获得如下姿态运动方程:其中,升力L和俯仰力矩M
z
为:L=(1+Δl)QSC
L
(α,δ
z
)式中,Q为动压;S和l分别为参考面积和参考长度;δ
z
为俯仰通道舵偏;C
L
和分别为升力和俯仰力矩标称系数,Δl和Δm
z
为对应的摄动系数。进一步从俯仰力矩系数中分离出俯仰舵控制力矩为:整理得:整理得:其中,f
α
=
‑
(Psinα+L
‑
mg cosθ)/mv
g
α
=1=1d
α
=
‑
ΔlL/mv+w
α
d
ω
=Δm
z
M
z<...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙瑞胜,卢庆立,陆宇,陈伟,赵森,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:
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