【正文】 1 11 1 1 1 11 1 1 1 1000000x x x x xy y y y yz z z z zH J JH J JH J J????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （ 218） 而 1111 111 1 1 1 1 1 1 1 1yyxx zzx y zd H dd H dd H dH i j k J i J j J kt d t d t d t d t d t d t?? ?? ? ? ? ? ? ?? （ 219） ? ? ? ? ? ?1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1x y z x y zx y z x x y y z zz y z y x z x z y x y xi j k i j kHH H H J J JJ J i J J j J J k? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? （ 220） 將式（ 219）、式（ 220）帶入式（ 216），則攔截器繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的動力學(xué) 方程就可化成（為了書寫方便，將注腳“ 1”省略） ? ?? ?? ?xx z y z y xyy x z x z yzz y x y x zdJ J J MdtdJ J J MdtdJ J J Mdt??????? ??? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ??? （ 221） 精品文檔 歡迎下載 式中 : ? xJ 、yJ、 zJ 分別為攔截器相對于彈體 坐標 系 3 個軸的 轉(zhuǎn)動慣量 ? ,x y z? ? ? 分別為彈體 坐標 系相對于慣性 坐標 系的轉(zhuǎn)動角速度在彈體坐標系 3 個軸上的分量 ? ,x y zM M M 分別為作用在攔截器彈體坐標系 3 個軸上的控制力矩 大氣層 內(nèi)飛行器 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的運動學(xué)方程 要確定飛行器在空中的姿態(tài)，就需要建立描述飛行器 相對地面坐標系姿態(tài)變化的運動學(xué)方程，即建立導(dǎo)彈姿態(tài)角 ,??? 對時間的導(dǎo)數(shù)與轉(zhuǎn)動角速度分量 1x? ，1y? ， 1z? 之間的關(guān)系式。 設(shè) i1， j1， k1分別為 沿彈體坐標系各軸的單位矢量， 1x? ， 1y? ， 1z? 分別為彈體坐標系轉(zhuǎn)動角速度 ? 沿彈體坐標系各軸的分量。 速度傾斜角 (復(fù)合攻角 ) v? ：位于彈體縱向?qū)ΨQ面內(nèi)的軸與包含攔截彈速度矢量的鉛垂面之間的夾角。沿飛行方向觀察，若來流從右側(cè)流向彈體（即產(chǎn)生負測向力），則對應(yīng)的側(cè)滑角 ? 為正；反之為負。Ax 軸是逆時針旋轉(zhuǎn)，則 V? 角為正；反之為負。 彈道傾角 ? ：飛行器的速度矢量 V 于水平面之間的夾角。139。39。yxxy L yzz??? ???? ????? ???? ?????? （ 21） 式中的基元變換矩陣 精品文檔 歡迎下載 ? ? c o s 0 sin0 1 0sin 0 c o syL????????????? （ 22） 稱為繞 Ay 軸轉(zhuǎn)過 ? 角的基元變換矩陣。 yz 以上定義的三個角度，通常稱為歐拉角，又稱為彈體的姿態(tài)角。 俯仰角 ? ：導(dǎo)彈的縱軸 Ox1 與水平面之間的夾角。 坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 （ 1）地面坐標系到彈體坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 將地面坐標系 Axyz 平移，使原點 A 與彈體坐標系的原點 O 重合。 （ 3）彈道坐標系 2 2 2Oxyz 彈道坐標系的原點 O 取在飛行器的瞬時質(zhì)心上； 2Ox 軸與飛行器的速度矢量 V重合； 2Oy 軸位于包含速度矢量 V 的鉛垂面內(nèi)垂直于 2Ox 軸，只向上為正； 2Oz 軸垂直于其他兩軸并構(gòu)成右手坐標系。為了便于進行坐標變換，通常將地面坐標系平移，即將坐標原點 A 移至導(dǎo)彈質(zhì)心 O 處，各坐標軸平行移動。甚至對于某些控制律的設(shè)計，一個較為精確的模型是成功設(shè)計的前提。 。 。 系統(tǒng) 相關(guān)參數(shù) 如下 ： ? 0 , 20 。 ? 選擇適當(dāng)?shù)淖鴺讼?—— 地面坐標系和彈體坐標系，研究它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。為保證攔截器 可以從初始姿態(tài)角達到預(yù)期的角度，針對姿態(tài)控制發(fā)動機設(shè)計姿態(tài)控制律，以使攔截器達到所需滿足的要求。 在目前的工程實際中， 應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器 是 PID 控制 器。智能控制從 20 世紀 60 年代提出以來，盡管還沒有統(tǒng)一的定義和控制器設(shè)計的完整理論，但是應(yīng)用這種控制技術(shù)己解決了一些傳統(tǒng)控制技術(shù)難以解決的問題，而且大大提高了控制性能，受到了人們的極大關(guān)注。目前出現(xiàn)的智能控制形式主要有：分層遞階 (或稱分散精品文檔 歡迎下載 遞階 )智能控制、專家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、各種擬人的智能控制等。 最優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論的一個重要組成部分，人們對用最優(yōu)控制理論進行 3飛行器的姿態(tài)控制己經(jīng)做了很深入的研究，并且有許多技術(shù)己經(jīng)應(yīng)用于飛行器控制。一般說來，自適應(yīng)控制是一種次最優(yōu)方法，是設(shè)計非線性控制系統(tǒng)的一種方法。目前魯棒控制研究最熱門的 H∞魯棒控制存在的普遍問題是控制器階數(shù)偏高。在控制系統(tǒng)的設(shè)計中，必須專門采取措施來消除抖動 [5]。下面就列舉幾種國內(nèi)外討論比較多的控制方法。 為了實現(xiàn)大氣層內(nèi)飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定控制， 解決其姿態(tài)控制的最佳方法問題 ,需要對飛行器的姿態(tài)控制方法進行分析和研究。它主要有三個特點：質(zhì)量輕、成本低、依靠動能殺傷目標；有很強的自主作戰(zhàn)能力，能壓縮通信傳輸率和簡化總體結(jié)構(gòu)；能自主識別真假目標 [3]。 對彈道導(dǎo)彈和衛(wèi)星的攔截關(guān)系到我國的國家安全，近年來我國學(xué)者已經(jīng)開始了反導(dǎo)和反衛(wèi)武器的研制工作 [2]。 為了對付彈道導(dǎo)彈的威脅 ,美、俄等軍事強國先后加強了對彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的研究 ,尤其是美國 ,迫切希望建立起一個反導(dǎo)體系 ,以擁有對抗彈道導(dǎo)彈襲擊的能力。由于舍棄了高度計，從而避免了有高度計測量系統(tǒng)因高度計的小動態(tài)范圍所引起的一些難以解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。同樣，在飛行器研究領(lǐng)域，世界范圍內(nèi)的所有飛行器的研究人員共同追求著飛行器的四個控制目標：第一，增加飛行器的可控性；第二，使航天器控制更容易達到航空器控制的水平；第三，提供更易使用于飛行器控制的算法；第四，增加飛行器的安全性。 model linearization。 PD 控制 ；仿真 精品文檔 歡迎下載 Abstract Aircraft flying within the atmosphere in order to ensure the implementation of effective manipulation of the most important prerequisite is that vehicle attitude stability and attitude control system is the relationship between aircraft aircraft flight critical systems success is one, process and its control method has been the attention and concern of people it runs through the vehicle39。 通過以上設(shè)計及仿真分析表明，通過對模型線性化及 各 通道解耦后，采用 PD控制， 能夠?qū)崿F(xiàn)快速、穩(wěn)定的達到指令要求的姿態(tài)位置。由于 此飛行器 的姿態(tài)控制數(shù)學(xué)模型是強耦合、非線性的，因而在對其進行控制器設(shè)計之前，先要對其進行解耦和線性化處理，本文采用小擾動假設(shè)進行線性化。 ~：書寫畢業(yè)論文。 ~： 建立大氣層內(nèi)飛行器姿態(tài)運動數(shù)學(xué)模型。 主要內(nèi)容： 1 建立大氣層 內(nèi)飛行器 繞質(zhì)心動力學(xué)方程、繞質(zhì)心運動 學(xué) 方程、姿態(tài)控制發(fā)動機的推力方程和空氣動力矩方程。精品文檔 歡迎下載 畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 題 目 大氣層內(nèi) 飛行器 姿態(tài) 控 制規(guī)律設(shè)計與仿真 專 業(yè) 自動化 學(xué) 號 1060410109 學(xué) 生 張亞南 指 導(dǎo) 教 師 馬萍 答 辯 日 期 精品文檔 歡迎下載 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評語 姓名： 張亞南 學(xué) 號： 1060410109 專業(yè)： 自動化 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 大氣層內(nèi) 飛行器 姿態(tài)控制規(guī)律設(shè)計與仿真 工作起止日期： __2021__年 __03_ 月 __01_ 日起 __2021_ 年 _06_ 月 __20_日止 指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計（論文）進行情況，完成質(zhì)量及評分意見： _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _ 指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱： 評閱人評閱意見： ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 評閱教師簽字： 評閱教師職稱： 精品文檔 歡迎下載 答辯委員會評語： _______________________________________________________________________________