三点法 比例导引法 课程设计(5)

2019-03-15 12:20

沈阳理工大学装备工程学院综合课程设计说明书

能否稳定地工作等因素。因此k值选择应满足:

(1)k值受可用法向过载的限制

?/g可知,上式限制了比例系数k的下限值。但其上限值如果取得过大,由n?kVq?值不太大,也可能使需用法向过载很大。导弹在飞行中的可用法向过载受到最大即使q舵偏角的限制。若需用法向过载超过可用法向过载,则导弹不能沿比例导引弹道飞行。因此可用过载限制了k值上限。

?收敛的条件 (2)k值下限应满足q?收敛使导弹在接近目标的过程中目标线的旋转角速度qq?不断减小,相应的需用法

?的收敛条件为: 向过载也不断减小。qk??2rVcos?

这就限制了k的下限值。

综合考虑上述因素,才能选择出一个合适的k值。它可以是个常数,也可以是个变数。

(3)制导系统的要求

如果比例系数K选得过大,那么外界干扰信号的作用会被放大,这将影响导弹的正常飞行。因此,从制导系统稳定工作的角度出发,K值的上限值也不能选得太大。

综合考虑上述因素,才能选择出一个合适的K值。它可以是一个常数,也可以是一个变数。一般认为,K值通常在3~6范围内。

4.4.2 过载问题

在弹体结构和控制系统设计中,常需要考虑导弹在飞行过程中能够承受的过载。根据战术技术要求的规定,飞行过程中过载不得超过某一数值。这个数值决定了弹体结构和弹上各部件能够承受的最大载荷。为保证导弹能正常飞行,飞行中的过载也必须小于这个数值。

在导弹设计过程中,经常用到需用过载和可用过载的概念,下面分别加以叙述。 (1)需用过载:所谓需用过载是指导弹按给定的弹道飞行时所需要的法向过载,用nR表示。导弹的需用过载是飞行弹道的一个重要特性。

需用过载必须满足导弹的战术技术要求,例如,导弹要攻击机动性强的空中目标,

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则导弹按一定的导引规律飞行时必须具有较大的法向过载(即需用过载);另一方面,从设计和制造的观点来看,希望需用过载在满足导弹战术技术要求的前提下越小越好。因为需用过载越小,导弹在飞行过程中所承受的载荷越小,这对防止弹体结构破坏、保证弹上仪器和设备的正常工作以及减小导引误差都是有利的。

(2)可用过载:当操纵面的偏转角为最大时,导弹所能产生的法向过载称为可用过载。它表征着导弹产生法向控制力的实际能力。若要使导弹沿着导引规律所确定的弹道飞行,那么,在这条弹道的任一点上,导弹所能产生的可用过载都应大于需用过载。

4.5 结论

比例导引法具有平行接近法的优点,即导弹过载小,实现比例导引法的装置比较简单,因此这种导引方法得到了广泛的应用。

比例导引法在满足K?(2|r|/Vcos?)的条件,|q|逐渐减小,弹道前段较弯曲,充分利用了导弹的机动能力。弹道后端较平直,使导弹具有较充裕的机动能力。只要导引比例系数k、导弹速度矢量前置角初始值?0、目标线方位角初始值q0、弹目速度比p等参数组合适当,就可以是全弹道上所需法向过载均小于可用法向过载,因而能实现全向攻击。另外,与平行接近法相比,对瞄准发射时的初始条件要求不严。在技术上只需测

?????,实现比例导引比较容易。比例导引法的弹道也比较平直。因此自动瞄准制导的量q、导弹都广泛采用比例导引法。

比例导引律经过几十年的发展,在基础理论、实际应用中都取得了发展,尤其是其改进形式更是得到了广泛应用。为了满足高科技条件下的战争需求,应以现有的实用制导规律为基础,扬长避短,同时结合实际需要,利用最新的相关科学知识与技术,对其作进一步的改进研究和优化设计。

所谓法向过载就是垂直于导弹速度的加速度,在仿真中是由弹目运动参数计算得到的,不过能否在工程上实现得看硬件。就是舵板和控制舵板的电动机能产生多大的力矩。所以法向过载越平稳越好、越小越好,这样电动机的能量消耗就小。

4.5.1 比例导引法的优点 (1)可以得到较为平直的弹道;

?|逐渐减小,弹道前段较弯曲,充分利用了导弹?|Vcos?的条件下,|q(2)在满足K?2|r的机动能力;

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(3)弹道后段较为平直,导弹具有较充裕的机动能力;

(4)只要K,?0,q0,p等参数组合适当,就可以使全弹道上的需用过载均小于可用过载,从而实现全向攻击。

(5)与平行接近法相比,它对发射瞄准时的初始条件要求不严,在技术实施上是可行

?,??。因此,比例导引法得到了广泛的应用。 的,因为只需测量q

4.5.2 比例导引法的缺点

比例导引法还存在明显的缺点,即命中点导弹需用法向过载受导弹速度和攻击方向的影响。

为了消除比例导引法的缺点,多年来人们一直致力于比例导引法的改进,研究出了很多形式的比例导引方法。例如,需用法向过载与目标视线旋转角速度成比例的广义比

?|q?,式中,K1,K2为比例系数;|r?或n?K2|r?|为导例导引法,其导引关系式为n?K1q弹接近速度。

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参考文献

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http://baike.http://m.njliaohua.com//link?url=B8SxDvkPI25vVYl0O_BKwfdgQ0C2F3zLRz1ofxydFitEgZ1xMkMBJPerUDswemTcjlah6szX_SJHR92aIFzAf_

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附录1 三点法相关程序

1 运动微分方程组的自定义函数

子程序:

function f=dyfun(t,x) vt=27; v=270;

faiv=x(3)+asin((vt/v)*(x(1)/x(2))*sin(x(3))); f(1)=v*cos(x(3)-faiv); f(2)=-vt*cos(x(3)); f(3)=-v/x(1)*sin(x(3)-faiv); f=f(:);

主程序(方程组的求解程序):

clear; clc;

x0=[50,3500,70/180*pi]; [t,x]=ode45(@dyfun,[0 26.10],x0); rm=x(:,1); rt=x(:,2); qm=x(:,3); ym=rm.*sin(qm); zm=rm.*cos(qm); yt=rt.*sin(qm); zt=rt.*cos(qm); plot(zm,ym,zt,yt,'--'); xlabel('Z/m'); ylabel('Y/m');

title('水平攻击面内的弹道曲线');

legend('导弹弹道','目标航迹','Location','SouthEast');

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