导弹控制原理知识点复习

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1、 第1章 绪 论 1. 导弹控制的目的是将其引向目标或使其按给定的弹道飞行。改变导弹速度矢量的大小和方向是借助飞行控制系统来实现的，而控制系统的任务就是通过改变作用在导弹上的力和力矩来完成的。 2. 在一般情况下，作用在飞行器上的力是发动机推力、空气动力和重力。 3. 建立法向力的几种基本方法。 第一种方法是围绕质心转动导弹， 使导弹产生攻角， 由此形成气动升力；第二种方法是直接产生法向力，这种方法不需改变导弹的攻角，如推力矢量系统；第三种方法是采用旋转弹翼建立法向力。 4. 飞航式气动外形控制法向力的方法： “极坐标控制” 5. 轴对称气动外形控制法向力的方法： “直角坐标（或笛卡儿坐标）控

2、制” 6. 产生干扰力和干扰力矩的根源主要有： （1） 发动机推力偏心及各种生产误差（导弹的不对称、弹体偏差等） ； （2） 风对导弹的影响； （3） 操纵机构偏转误差造成的干扰力及力矩。 7. 图 1.1 翼面的配置形式 8. 图 1.2 导弹气动布局示意图 （a）正常式布局 （b）鸭式布局 （c）全动弹翼式布局 9. 导弹的操纵特点 1）正常式布局导弹的操纵特点 正常式布局导弹的舵面在导弹的尾部，控制面升力变成()F。 2）鸭式布局导弹的操纵特点 鸭式布局导弹的舵面在导弹的前部，控制面升力即()F。 3）全动弹翼式布局导弹的操纵特点 这种布局的导弹，它的舵面就是主升力面。其操纵特点类似于鸭

3、式布局导弹。升力响应很快，导弹的攻角是比较小的。弹翼的攻角要远大于导弹的攻角，由于弹翼的面积比较大，因而要求伺服机构有较大的功率。 4）推力矢量控制导弹的操纵特点 这种导弹的操纵特点不同于气动力控制面，推力矢量控制不依赖于气动力的大小；推力的作用点距全弹质心的距离l较大，又不受导弹姿态变化的影响，操纵效率较高。 10. 导弹控制系统一般由稳定控制系统、制导系统和速度控制系统组成。 （以前没考以前没考） （1）稳定控制系统是一组安装在导弹上的装置，通过改变导弹的角位置或角运动，实现对导弹运动参数的稳定和控制。典型的稳定控制系统包括法向过载控制系统、姿态角稳定系统等。 （2）制导系统是一组装置，它

4、给出导弹质心的运动规律，并用改变法向控制力的方法来保证按此规律飞行。所谓制导就是利用法向力控制导弹的质心运动。 （3）速度控制系统是一组装置，它用改变切向控制力的方法保证飞行速度所需的变化规律。 11. 记住图，然后根据图自己写文字，这样比较简单，要不就直接记书上的文字 目标、导弹 敏感器制导指令 形成装置计算机作动装置操纵面弹体操作面位置 敏感元件导弹姿态 敏感元件目标运动 参数导弹运动 参数稳定控制系统图 1.3 导弹制导系统的基本组成 12. 制导系统分类：自主式制导系统；自动寻的制导系统；遥控制导系统；复合制导系统。 13. 遥控制导又分为驾束制导和遥控指令制导。 14. （以前没考以

5、前没考） 表 1.1 三种制导系统的简要比较 类型 作用距离 制导精度 制导设备 抗干扰能力 自主制导 可以很远 较高 在弹上 极强 遥控制导 较远 高，随距离降低 分装在制导站内和弹上 较差 自动寻的制导 小于遥控制导 高 在弹上 较差 15. 制导控制系统设计分成以下几个阶段。 （1） 预先研究和草图设计阶段（2）技术设计阶段（3）导弹飞行试验阶段 16. 导弹制导控制系统的品质： 1稳定性 2过渡过程中的系统品质。系统的过渡过程品质可由三个重要的动力学特性表征，即阻尼、快速性、稳态误差。 3系统对谐波作用的响应 1）稳定裕度（幅稳定裕度和相位稳定裕度）2）闭环系统的频率特性 3）制导信号

6、频谱 4）制导信号经过稳定控制系统的过程（写不写无所谓） 第2章 制导控制系统设计的理论基础 1. 导弹是一个具有非线性、时变、耦合和不确定特性的被控对象 2. 控制理论的发展过程一般分为三个阶段。 第一阶段，时间为 20 世纪 4060 年代，称为“经典控制理论”时期，频域分析法。 第二阶段，时间为 20 世纪 6070 年代，称为“现代控制理论”时期，卡尔曼滤波（Kalman Filter） 。 第三阶段，时间为 20 世纪 70 年代至今。针对非线性问题和干扰、模型参数和结构不确定性等问题，出现了变结构控制理论、鲁棒控制理论、参数空间方法。 3. 控制系统校正方式可分为串联校正、反馈校正

7、、前馈校正和复合校正四种。 1串联校正 概念 校正装置配置在前向通道上，这种校正方式称为串联校正。如图 2.1 所示。 对象+-( )G s校正网络( )H s( )R s( )cG s( )Y s图 2.1 串联校正 特点 一般来说，串联校正设计比反馈校正设计简单，也比较容易对信号进行各种必要形式的变换。 2反馈校正 概念 校正装置配置在系统局部反馈通路之中，这种校正方式称为反馈校正。如图 2.2 所示。 对象+-( )G s校正网络( )H s( )R s( )cG s( )Y s图 2.2 反馈校正 特点 反馈校正具有如下明显特点： （1）削弱非线性特性的影响； （2）减小系统的时间常数

8、； （3）降低系统对参数变化的敏感性； （4）抑制系统噪声。 3复合校正 概念 如果在系统的反馈控制回路中加入前馈通路，组成一个前馈控制和反馈控制相结合的系统，只要参数选择得当，不但可以保持系统稳定，极大地减小乃至消除稳态误差，而且可以抑制几乎所有的可量测扰动，其中包括低频强扰动。这样的系统就称之为复合控制系统，相应的控制方式称为复合控制。把复合控制的思想用于系统设计，就是所谓复合校正。复合校正中的前馈装置是按不变性原理进行设计的，可分为按扰动补偿和按输入补偿两种方式。 按扰动补偿的复合控制系统如图 2.3 所示。 图 2.3 按扰动补偿的复合控制系统 扰动作用下的误差为 2112( )1(

9、)( )( )( )( )1( )( )nG sG s G sE sC sN sG s G s （2.1） 按输入补偿的复合控制系统如图 2.4 所示。 +-( )G s( )R s( )rG s( )C s( )E s图 2.4 按输入补偿的复合控制系统 1( ) ( )( )( )( )( )1( )rG s G sE sR sC sR sG s（2.2） 4. 下面列出几种常用的 PID 参数确定方法： （1）临界比例度法； （2）响应曲线法； （3）PID 归一参数的整定法； （4）根轨迹法； （5）ITAE 设计法。 5. 变结构控制的突出特点在于：当系统状态处于滑动运动时，具有对参

10、数摄动的不变性和对外部干扰的 鲁棒性。很重要的一点是这种滑动运动是通过变结构控制器中理想的开关特性来实现的 第3章 导弹的基本特性 1. 所谓过载，是指作用在导弹上除重力之外的所有外力的合力N（即控制力）与导弹重量G的比值 2. 决定导弹需用过载的因素 （1）目标的运动特性（2）目标信号起伏的影响（3）气动力干扰（4）系统零位的影响（5）热噪声的影响（6）初始散布的影响。 3. 最大可用过载的确定 22222 max0DMgsnnnnnnn （3.1） 式中 m a xDn导弹最大可用过载； （具体各项含义见书上 38 页） 4. 导弹的固有频率（这节内容在书上 39 页看看就行） 2457.

11、3yc zy n zm C qSLaJ （3.2） 5. 导弹结构的刚度指标之一是以振型的频率和振幅来度量的。对频率的要求是：导弹的一阶振型频率要大于舵操纵系统的工作频带的 1.5 倍；至于振幅要求，主要应由它对导弹气动力的影响确定。 6. 欧垃角的定义 俯仰角1 1o x与xoz水平面间的夹角，抬头为正； 偏航角1 1o x在xoz平面投影与ox轴的夹角，由ox轴量起，逆时针方向为正； 滚动角11o y轴与通过纵轴的垂直平面的夹角，从尾部向头部看，导弹由垂直面向右滚动为正。 弹道倾角（航迹角）12o x与水平面间夹角，指向水平面以上为正； 航向角（弹道偏角）v12o x在水平面上投影与地面坐

12、标系ox轴的夹角。由ox量起，逆时针方向为正。 攻角13o x在导弹纵向对称平面内投影与1 1o x轴的夹角，抬头为正； 侧滑角13o x与弹体纵向对称面间的夹角。从尾部向头部看，离开对称面向右侧滑为正。 7. 弹体系质心动力学方程 1 111d dx yzzyxvvvat 1 111ddy zxxzyvvvat 1 111d dz xyyxzvvvat 8. 弹体旋转动力学方程 d()d d()d d()dx xzyyzxy yxzxzyz zyxxyzJJJMtJJJMtJJJMt 9. 线性化模型简化条件为： （1）采用固化原则； （2）导弹采用轴对称布局形式； （3）导弹在受到控制或干

13、扰作用时，导弹的参数变化不大，且导弹的使用攻角较小； （4）控制系统保证实现滚动角稳定，并具有足够的快速性。 10. 动力系数的物理意义 22zz zzzzMm qSL LaJJv ，22a为导弹的空气动力阻尼。它是角速度增量为单位增量时所引起的导弹转动角加速度增量。因为z zM0，所以角加速度的方向永远与角速度增量z的方向相反。由于角加速度22a的作用是阻碍导弹绕1Oz轴的转动，所以它的作用称为阻尼作用。22a就称为阻尼系数。 2457.3a zzzzMm qSLaJJ ，24a表征导弹的静稳定性。 2557.3zzzzMm qSLaJJ ，25a为导弹的舵效率系数，它是操纵面偏转一单位增量

14、时所引起的导弹角加速度。 3457.3yC qSPYPamvmv，34a为弹道切线转动的角速度增量。 3557.3zz YC qSYamvmv ，35a为当攻角不变时，由于操纵面作单位编转所引起的弹道切线转动的角速度增量。 24zzzzMm qSL LaJJv ，24a为洗流延迟对于俯仰力矩的影响。 11. 导弹纵向刚体运动传递函数为 25243524352534 2 222434223424()()( ) ( )()()aa asa aa as ssaaasa aa （3.3） 2 3522243524352534 2 222434223424()()( ) ( )()()a saaa sa

15、 aa as ssaaasa aa （3.4） 12.12. 例 3- -1 看看（51 页） 13. 对侧向稳定性的要求 1）快收敛的倾斜运动 2）稳定的荷兰滚运动 3）慢发散的螺旋不稳定运动 第4章 目标的特性和环境 1. 红外对抗手段：有源干扰、无源干扰。其中红外有源干扰技术包括红外诱饵弹、红外干扰机、定向红外对抗等。 2. 电磁干扰技术 1） 有源连续波噪声干扰 2） 箔条干扰 第5章 导弹制导控制系统元部件 1. 导引头基本功用： （1）截获并跟踪目标。 （2）输出实现导引规律所需要的信息。 （3）消除弹体扰动对天线在空间指向稳定的影响。 2. 导引头类： （1）主动式导引头； （2）半主动式导引头； （3）被动式导引头。 按导引头接收能量的物理性质不同可分为雷达导引头（包括微波和毫米波两类）和光电导引头。光电导引头又分为电视导引头、红外导引头（包括点、多元和成像等类型）和激光导引头。 3. 对导引头的基本要求： （1）发现和跟踪目标的距离R。 （2）视场角。 （3）中断自导引的最小距离。 （4（5）截获能力和截获概率。 （6）跟踪快速性和稳定性。 （7）制导参数测量精度。 （8）对电磁环境和飞行环境的良好适应性。 （9）有良好的电磁兼容性和可靠性。 （10）具有可测试