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导弹控制系统设计方法
时间:2014-06-21 11:12:13  来源::  作者:  【 】 浏览:1239次 评论:0

摘 要:摘 要:和平年代,军事战备技术仍然是各国关注和研究的重点。导弹作为军事攻击和防御的重要武器,其在军事战争中占有着重要地位。尤其是远程导弹,更是当前军事力量的重要决定因素。为了更好地推动国内军事领域发展,笔者重点探索导弹控制系统设计,希望能够对有关的研究工作者提供帮助。

关键词:关键词:导弹控制系统;设计方法;军事武器


 经济全球化的快速推进,使得各国的经济、文化以及政治交流不断扩大。然而,在利益的驱动下,很多国家间的军事摩擦不断升级。这使得军队的重要意义越发明显。导弹作为一种常规而重要的军事武器,其在战争中的地位是显而易见的。因此,导弹控制系统的运行质量对于战争胜负来讲亦是非常关键的。在计算机技术快速发展的当今社会,导弹控制系统的设计更加先进和完善。   一、经典导弹系统控制方法通常情况下,道道的控制系统设计主要是将非线性运动分成三个相对独立的通道,然后,对不同的通道进行控制器设计。固定增益方法在传统的飞行控制系统设计中比较常见,其才有的控制算法主要包括:频率响应法以及时域法等等。这些方法在很大程度上能够有效地确保系统的稳定性,并缩小系统偏差;同时,在实际的工程中也便于实现。但是,随着航空航天技术的蓬勃发展,控制对象的各个子系统间的关系日益复杂,经典的系统控制方法局限性越来越明显。具体来讲,主要表现在:导弹在飞行的过程中,由于存在大量的不确定性,但是,经典的控制方法无法保证各特征点的优质动态品质;同时,在抗干扰性方面亦是不能充分保证;经典的控制方法相对于稳定裕度设计方法鲁棒性较差,系统的设定指标很难完全实现;当导弹进行大攻角机动飞行的时候,运动轨迹具有高度的非线性特色,其主要是由气动力以及气动力矩出现变化而产生的。传统的泰勒级数展开难以将这一非线性变动表现出来,所以已经严重地影响到现代导弹系统控制质量。   二、现代化导弹系统控制设计方法相对于传统的控制方法,当前的导弹系统控制方法能够有效地打破传统方法的局限性,并将控制质量有效提高,从而大幅度地推动导弹飞行控制水平。 1.滑模变结构控制该控制方法主要借助了非线性控制手段,其能够快速地进行相应,并且结构简单以及超调量低。在控制系统的不确定性以及干扰性等方面具有诸多优势。当前,已经被广泛地应用到实际的系统控制设计。然而,在实际的设计过程中,由于要掌握系统不确定性的上界值,所以有可能会涉及到控制量的饱和问题。而且一旦控制过程中出现频繁切换等状况也易于引发系统的剧烈震荡,进而影响到系统的正常运行。 2.鲁棒控制当前,很多行之有效的分析以及综合手段都用到了鲁棒控制,导弹控制系统设计过程中也是广泛运用。其具有鲁棒性强等优势,对系统的稳定性控制上具有重要的促进作用。 3.反馈线性化控制将全状态反馈用于抵消原本的非线性特征,进而得到伪线性系统,并借助各种相关的线性理论进行系统综合。相关的控制方法主要包括:微分几何方法以及非线性动态逆方法。当前,在导弹飞行控制系统设计过程中普遍采用动态逆方法。但是,这种方法在使用的过程中,需要构建精确的控制对象数学模型,实际系统却很难满足条件。因此,这个方法在鲁棒性上表现的不理想。   三、复合导弹系统控制方法 1.反演控制与其它控制方法综合普通的反演控制方法要求系统的不确定性满足可参数化假设,且存在“计算膨胀”问题,以至于控制器难于实现。为抑制反演控制的“计算膨胀”问题,有研究者在 BTT 导弹控制器设计中引入了非线性跟踪微分器对虚拟控制进行估计,使方程项数由以指数形式增长降低为线性增长。为了解决“计算膨胀”问题,Swaroop 等提出了动态面方法。 2.动态逆与其它控制方法综合为增强系统的鲁棒性利用神经网络在线补偿导弹控制系统逆误差的方法。如可以通过将神经网络与干扰观测器相结合或是对模型逆误差进行补偿的方法设计系统控制律,均能有效改善控制系统的鲁棒性。另一种是采用将鲁棒控制和动态逆控制结合的方法。   四、结语导弹系统的控制质量提高具有重要的现实价值。为了更好地推动我国的军事力量提高,笔者对导弹系统的控制方法进行了分析,希望能够对有关的科研工作团队有所帮助,更好地保家卫国。   参考文献: [1]杨志峰,雷虎民,李庆良,李炯.  基于动态逆和鲁棒轨迹跟踪控制的导弹控制系统设计 [J]. 宇航学报, 2011(2). [2]于剑桥,罗冠辰,文仲辉. 基于准线性化模型设计导弹H_∞增益调度自动驾驶仪[J]. 控制理论与应用, 2009(4). [3] Hall C E, Shtesssl Y B. Sliding mode disturbance ob-server-based control for a reusable launch vehicle. AIAA Guidance Navigation and Control Conference and Exhibit . 

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