航空时敏制导炸弹滚转通道控制器设计(2)
4. 航空时敏制导炸弹滚转回路增益调度控制器设计 29
4.1. 引言 29
4.2. 滚转回路增益调度控制器设计 29
4.3. 全弹道仿真结果与分析 30
4.4. 本章小结 30
5. 论文工作总结与展望 31
致 谢 32
参考文献 33
1. 绪论
1.1. 课题研究的背景与意义
精确的空中打击在现在战争中不可或缺，并对战争胜负起着制约性的作用。在精确空袭的武器库中，航空制导炸弹是一支无可取代的利刃。航空制导炸弹是在普通炸弹的基础上加装了精确制导装置和空气动力控制装置后制成的一种精确制导炸弹。其主要特点是使用方便、命中精度高、造价低、效费比高、结构简单等等，是各国争相发展的一种低成本武器。目前，航空时敏制导炸弹已经发展成一个家族系列，根据弹型、增程方式以及制导方式的不同分成多种种类。
目前库存的各类航空炸弹数量较多，但大都只能采用中低空轰炸，因为其射程近，而且精度低，所以不仅命中精度差，而且这样的投射方式对载机的安全也非常不利。但若采用近几年所快速发展的导弹精确制导技术对现有炸弹进行改造，加装精确制导装置和空气动力装置，改装成制导炸弹，就可以大大提高命中精度，也可大大降低载机的危险性，提高空军的作战能力。因此，深入开展我国常规炸弹制导化改造技术研究，使无控弹变为有控弹，尽快实现常规炸弹低成本制导化改造以及定型研制工作，将具有十分重要而显著的政治、军事和经济意义。但是，在制导化改造的工程实践中，有很多技术有待进一步的设计与完善，这其中主要包括有气动外形的设计、部位结构的安排、飞行弹道的设计、导航系统的设计、制导律的确定、弹体动态特性的分析、控制回路的分析、控制器参数的确定、系统误差的分析以及系统的仿真技术等等。其中控制回路的分析及控制器参数的确定是简易制导炸弹有控弹道设计中的一项最关键的技术，直接关系到方案弹道的跟踪性能，因此不容忽视。在设计时应尽量在弹体动态特性分析的基础上展开，做到真正意义上的气动-弹道-飞行力学的综合优化设计，尤其是在控制系统可执行的范围内，通道之间的气动干扰问题，不容忽视。
航空时敏制导炸弹是专门针对敌方地面动态移动目标进行精确打击的制导炸弹，其安装有红外图像导引头以捕获目标信息，并加装有一对滑翔翼以增加射程。航空时敏制导炸弹在与载机分离之后的飞行过程中，纵向、侧向和滚动通道必然会有不同程度的耦合，为了减小各通道间的耦合，以简化控制器的设计，通常在工程实现时一般先进行滚转通道的控制器设计以使其滚转通道的姿态进行稳定，因此可以看出，倾斜滚转通道的控制器设计尤为重要。
1.2. 课题研究内容与发展概况
1.2.1. 航空时敏制导炸弹发展研究概况
1.2.2. 制导弹箭飞行控制理论发展概况
从控制的角度看，制导炸弹不仅具有无动力、飞行时间短、空气动力参数变化大等特点，飞行控制系统同时还存在着非线性、时变、多变量、耦合等因素影响。下面是现有主要控制方法的一些主要研究成果。
(1).经典控制——比例积分微分（PID,Proportional Intergral Derivative）
PID控制是迄今为止最通用最基本的控制方法。大多数反馈回路用该方法或其较小的鲁棒性及易于操作等特点，在飞行控制中得到广泛应用。