导弹制导与控制系统仿真

2024-07-09 14:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 1 引言2 飞行动力学模型2.1 牛顿动力学-质心动力学2.1.1 弹体坐标系下质心动力学2.1.2 弹道坐标系下质心动力学2.1.3 地面发射坐标系下质心动力学 2.2 欧拉动力学-姿态动力学2.3 导航方程-质心运动学2.4 四元数方程-姿态运动学2.5 扁平地球模型飞行器弹体系下六自由度运动方程2.5.1 其他方程2.5.2 弹体系下六自由度运动方程 3 导弹制导系统3.1 制导系统分类3.2 寻的制导导引律3.2.1 比例导引3.2.2 攻击角度控制制导律3.2.3 攻击时间攻击角度控制制导律 4 自动驾驶仪4.1 STT/BTT控制4.2 气动舵机控制4.3 推力矢量/气动力复合控制4.4 直接力/气动力复合控制 5 SixDof Simulation5.1 AGM88E(空地导弹仿真)5.2 AIM9X(空空导弹仿真)5.3 PAC3(地空导弹仿真) 6 参考文献

1 引言

轴对称正常式气动布局导弹外形图在这里插入图片描述轴对称鸭式气动布局导弹外形图导弹制导控制系统框图

2 飞行动力学模型

在这里插入图片描述

导弹飞行动力学实质上是一组非线性变系数微分方程组，可分解为如下几个部分。

2.1 牛顿动力学-质心动力学 2.1.1 弹体坐标系下质心动力学

在这里插入图片描述

2.1.2 弹道坐标系下质心动力学

在这里插入图片描述

2.1.3 地面发射坐标系下质心动力学

在这里插入图片描述

2.2 欧拉动力学-姿态动力学

姿态动力学一般在弹体系下投影：在这里插入图片描述

2.3 导航方程-质心运动学

地面发射系下导航方程：在这里插入图片描述

2.4 四元数方程-姿态运动学

弹体系相对于发射系四元数导数：在这里插入图片描述

2.5 扁平地球模型飞行器弹体系下六自由度运动方程 2.5.1 其他方程

在这里插入图片描述

2.5.2 弹体系下六自由度运动方程 // 非线性变系数微分方程组-------------------------------------------------------------------------- // 牛顿动力学->质心动力学(机体系下线速度导数) double Vx_body_dot = wz_body * Vy_body - wy_body * Vz_body + (Xbar + thrust) / mass - 2.0 * (q1 * q2 + q0 * q3) * g; double Vy_body_dot = wx_body * Vz_body - wz_body * Vx_body + Ybar / mass - (q0 * q0 - q1 * q1 + q2 * q2 - q3 * q3) * g; double Vz_body_dot = wy_body * Vx_body - wx_body * Vy_body + Zbar / mass - 2.0 * (q2 * q3 - q0 * q1) * g; // 欧拉动力学->姿态动力学(机体系下角速度导数) double wx_body_dot = (Mxbar - (Jz - Jy) * wy_body * wz_body) / Jx; double wy_body_dot = (Mybar - (Jx - Jz) * wz_body * wx_body) / Jy; double wz_body_dot = (Mzbar - (Jy - Jx) * wx_body * wy_body) / Jz; // 导航方程->质心运动学(地面系下位置导数) double x_nue_dot = Vx_nue; double y_nue_dot = Vy_nue; double z_nue_dot = Vz_nue; // 四元数方程->姿态运动学(机体系相对于地面系四元数导数) double q0_dot = 0.5 * (-wx_body * q1 - wy_body * q2 - wz_body * q3); double q1_dot = 0.5 * (wx_body * q0 + wz_body * q2 - wy_body * q3); double q2_dot = 0.5 * (wy_body * q0 - wz_body * q1 + wx_body * q3); double q3_dot = 0.5 * (wz_body * q0 + wy_body * q1 - wx_body * q2); 3 导弹制导系统 3.1 制导系统分类

在这里插入图片描述在这里只讨论寻的制导系统中的导引律