国家自然科学基金(10902026)
- 作品数：10 被引量：59H指数：5
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- 基于稳定性分析的变质心再入飞行器布局参数设计被引量：1
- 2012年
- 为更加合理地设计变质心飞行器的布局参数,结合白杨M导弹的相关公开参数模拟构造了类似的一个钝形再入弹头,并利用CFD-FASTRAN软件计算了其气动参数;对置有纵向单滑块变质心飞行器动力学模型进行线性化处理,并基于李雅普诺夫直接法对飞行器进行稳定性分析;基于稳定性分析结果给出特征参数径向质量块的轴向坐标l1及质量块与系统的质量比1等特征参数的优化设计范围。结果表明:对于不同的质量比1,滑块的轴向安装坐标l1的取值范围会有相应的限制。只有当1,l1选在合适的范围内,才能保证飞行器的运动稳定性。
- 魏鹏鑫高长生荆武兴
- 关键词：计算流体动力学动稳定性参数设计
- 质量矩控制自旋弹弹体性能分析被引量：4
- 2013年
- 研究了径向滑块做与弹旋等频的正弦运动时自旋导弹弹体的性能问题。增加滑块质量是提高导弹机动能力的必要条件,但由此带来的惯性力却降低了系统性能。与滑块状态有关的惯性力在弹体系下可分解为相对惯性力、哥氏惯性力、切向惯性力和离心惯性力,分析了惯性力对系统章动和进动的影响,研究了如何降低惯性力的负面效应。研究结果表明:切向惯性力的变化导致导弹惯性主轴频繁偏移;导弹自旋一周后附加离心惯性力、附加哥氏惯性力和附加相对惯性力对弹体的等效控制力不为零;降低滑块导轨与导弹横向惯性主轴之间的距离可有效降低惯性力对系统的影响。
- 高长生张研魏鹏鑫荆武兴
- 关键词：惯性力
- 质量矩导弹构型及自适应控制律设计被引量：7
- 2010年
- 质量矩导弹姿态运动模型含有活动质量块的位置、速度和加速度项,是典型的带有输入非线性的快时变多体系统。从构型和控制律设计两方面入手研究该类导弹跟踪控制问题。通过对姿态动力学模型的深入分析,获得了一种使系统具备良好动态品质的构型。以此为基础,建立了仿射型姿态运动模型,利用退步方法设计了控制律;考虑到系统中存在气动参数、外界扰动和执行机构动态特性等不确定因素,设计了鲁棒自适应补偿项;最后进行数学仿真,通过与标准退步控制律进行比较,验证了该控制律的有效性。
- 高长生荆武兴于本水李君龙
- 关键词：导弹质量矩动态品质构型自适应
- 攻防对抗机动过载关系分析被引量：5
- 2013年
- 针对攻防对抗中具有高机动性的突防弹进行机动躲闪,基于线性二次型微分对策理论,建立了攻防对抗线性化运动模型,分析了拦截弹在完全理想情况下实施有效拦截所需具备的最小过载能力与被拦截目标机动过载能力之间的关系,定量地给出了实现零脱靶拦截的对抗过载比应满足条件的解析形式。在考虑拦截弹在初始时刻零控脱靶量为零的条件下,给出了拦截区域和突防区域与对抗过载比、动力学响应时间常数比等参数的关系。通过建立双方过载对抗关系的理论,得到理论分析结果,通过减小双方初始距离或增大相对运动速度可以降低实现有效拦截对过载比的要求。
- 魏鹏鑫荆武兴高长生
- 关键词：攻防对抗线性二次型微分对策
- 飞行器变质心控制及性能分析被引量：8
- 2010年
- 在合理简化基础上,推导了滑块运动与飞行器姿态角运动之间的关系,分析了配平攻角产生机理及条件;同时还深入分析了轴向位置、横向偏移量、质量比等滑块结构参数对配平攻角的影响;以及不同配平条件下弹道落点偏差情况。结果表明,气动阻力与系统质心偏移弹体纵轴是产生配平攻角两个必要因素,系统静稳定是产生配平攻角的前提条件;轴向位置决定了系统静稳定裕度,与配平攻角呈反比关系;横向偏移量改变控制力矩的力臂,与配平攻角呈正比关系;质量比对力臂和系统静稳定裕度均有影响,与配平攻角呈线性或非线性正比关系;变质心控制能力主要体现在低空段。
- 李瑞康高长生荆武兴钱霙婧
- 关键词：变质心控制空间飞行器控制性能
- 捕获非合作目标后航天器的自主稳定技术研究被引量：16
- 2013年
- 捕获非合作目标后航天器质量特性发生突变,这大大地增加了系统的不确定性,控制不当容易导致失稳。为避免控制过程中航天器出现较大系统干扰问题,提出了先识别捕获后的系统质量特性,而后合理摆放非合作目标的自主稳定策略。首先,对航天器捕获过程和自主稳定策略进行了描述;其次,依据动量矩定理建立了非合作目标与航天器组合系统的数学模型,推导了非合作目标位置与质量特性之间的关系;然后,基于航天器数学模型和姿态测量信息,采用非线性规划方法对质量特性进行了辨识;最后,利用滑模变结构理论设计了非合作目标的控制回路,采用Lyapunov理论对系统的稳定性进行了分析。仿真结果表明:本文提出的自主配平策略响应快、精度高,适合在轨服务。
- 韦文书荆武兴高长生
- 关键词：航天器非合作目标滑模变结构控制
- 导弹质量矩控制技术发展综述被引量：20
- 2010年
- 质量矩技术是近年来导弹控制领域研究的热点问题之一。它是通过调整弹体内部活动质量块的状态来实现导弹机动飞行的。与传统的气动舵控制方式相比,它具有响应快、气动外形简单、无舵面烧蚀问题等优点,在大气层内高超声速飞行控制领域具有广阔的应用前景。简述了质量矩技术的原理及应用领域,回顾了导弹质量矩控制技术的发展历程;从总体布局、动力学建模、控制系统设计等方面综合分析了质量矩技术的研究现状;提出了一些当前需要解决的难点问题,供相关人员参考。
- 高长生李君龙荆武兴李瑞康
- 关键词：导弹质量矩动态品质
- 一种新型质量矩飞行器总体布局方案研究
- 2012年
- 针对大气层内非自旋质量矩控制飞行器,提出了一种采用圆环形滑道代替传统的直角正交滑道的布局配置方案。首先,利用牛顿第二定律及动量矩定理建立了基于此布局方案下的飞行器动力学模型,并且得到了弹体动力学的简化模型,通过数值仿真验证了该简化模型的正确性。与直角正交滑道相比,这种圆环形滑道布局的两个滑块可以为系统提供冗余防故障措施,可以大幅度地提高质量矩的控制能力。最后应用最优化理论得出了一种获得期望质心偏移的三滑块位置优化算法,解决了圆环形滑道滑块运动可能产生的碰撞问题。
- 高长生姜春旺魏鹏鑫荆武兴
- 基于自适应反演法的质量矩导弹控制律设计被引量：4
- 2011年
- 基于反演技术研究了双滑块质量矩导弹俯仰、偏航通道跟踪控制问题。以所建立的仿射型控制模型为基础,考虑到滑块速度、加速度及导轨等不确定因素的影响,给出了鲁棒自适应反演控制律;针对反演法存在计算膨胀这一问题,设计了滑模滤波器来估计虚拟控制量的导数;针对反演法给出的增益系数无法保证满意的性能指标这一问题,采用遗传算法优化控制器参数。仿真结果验证了算法的有效性。
- 高长生荆武兴李君龙
- 关键词：导弹
- 质量矩控制飞行器的压心不确定性问题研究被引量：5
- 2012年
- 为了减小压心不确定性对质量矩控制的影响,提高活动质量块对系统的控制能力,本文推导了飞行器姿态配平角与压心偏差的关系,分析了压心系数偏差对飞行器控制性能的影响,给出了压心最大容许偏差范围的解析表达式,然后针对压心偏差对飞行器的影响进行了仿真计算,并在此基础上分析了压心测量偏差对质量矩控制飞行器总体参数的要求,提出了几种减小压心不确定性对飞行器控制性能影响的结构布局优化方法。结果表明:对于静稳定导弹,将径向滑块的滑道配置在飞行器的前鼻部,根据任务指标合理地设计各滑块的偏移量等措施都可以减小压心不确定性对质量矩控制的影响。
- 魏鹏鑫高长生荆武兴
- 关键词：优化设计
