某型振荡自适应驾驶仪线性化、数字化研究

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某型振荡自适应自动驾驶仪是我国早期引进防空导弹的飞行控制系统,其设计思路精巧、制造简单、使用维护方便,但系统稳定工作所需要的自激振荡带来了一系列不利的影响,为了充分继承该驾驶仪的优点、规避它的缺点,本文对其进行了线性化和数字化的研究,主要工作如下:第一,根据导弹运动学、动力学理论,在适当的假设条件下进行了简化,建立了导弹侧向回路和滚动回路的数学模型。第二,对振荡自适应自动驾驶仪的设计原理和设计特点进行了分析,引入了“振荡线性化”理论,将继电特性等效为一个可变增益,给出了振荡自适应自动驾驶仪的解析设计方法。第三,在原振荡自适应自动驾驶仪基础上重新设计了侧向回路,并对之前未涉及的弹体弹性振动应用结构滤波器进行了抑制,避免出现共振导致导弹失控;在滚动回路中引入了滑模变结构控制技术,并利用继电特性连续化的策略,将系统状态的切换线(面)变为它的某一Δ邻域,以抑制理想变结构控制系统所固有的“颤振”现象。第四,经过对大量气动点进行了类似的分析计算和仿真,分析控制参数与导弹飞行状态参数之间的关系,发现它们之间有很强的相关性,经过反复分析和计算,最终选定T、V、Qv作为调参自变量,拟合了一套调参规则,具有较好的控制效果。第五,在完成自动驾驶仪设计的基础上提出了对敏感元件、舵机的性能需求,提出了自动驾驶仪软硬件集成的构想,确定了控制算法的离散化策略和控制系统的采样周期,最后提出了对弹上计算机的资源需求,以便于工程实现。
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