制导炸弹在俯仰平面的控制与制导Matlab仿真(2)
导弹与普通武器的根本区别在于它具有制导系统，制导系统的基本任务是确定导弹与目标的相对位置，操纵导弹飞行，在一定的准确度下，引导导弹沿预订的弹道飞向目标。导弹命中目标的概率主要取决于制导系统的工作，所以制导系统在整个导弹系统中占有极重要的低位[2]。
目前，我国库存的各类航空炸弹都是无控的，其轰炸精度较低，而且只能采用中低空轰炸。在未来的作战中，由于我方不可能拥有绝对的制空权，敌方也不可能完全丧失防空能力，使用这些常规弹临空轰炸将十分困难。
为适应现代化战争的需要，立足于现有装备，提高精确打击能力，拟将某低阻常规炸弹以较低成本改装成制导炸弹，使对地攻击模式由临空轰炸变为高空投弹，则一般可避开近程地空导弹、单兵地空导弹、高炮和高射机枪的打击，在保持原低空轰炸精度的前提下，大大降低飞机的战损率，提高部队的持续作战能力和轰炸效果。
1.2 国外制导炸弹发展的历史、现状及趋势
1.3 本课题的科研任务
本课题的主要任务是根据具体的气动参数，分析和设计制导炸弹在俯仰平面控制和制导系统，并对其参数进行分析和调试，最后编写Matlab程序进行全弹道数字仿真验证。通过对有关理论以及实际问题的研究，掌握飞行控制和制导系统分析和设计的基本方法，并在完成毕业设计的过程中锻炼综合分析和动手能力，了解科研的一般过程，培养创新意识。
本课题具体设计要求有：
1． 学习飞行力学、飞行控制系统和制导系统和Matlab编程的相关知识；
2． 对制导炸弹俯仰平面控制和制导系统的结构进行分析和选型；
3． 根据具体的气动参数和投弹条件, 设计控制和制导系统的参数，并对控制系统和制导弹道的特性进行分析；
4． 编写Matlab全弹道数字仿真程序。
2 简易制导炸弹控制系统模型
2.1 简易制导炸弹的运动模型
空间吹冰自由度运动方程组是表征简易制导炸弹运动规律的数学模型，是描述制导炸弹力、力矩与运动参数（如加速度、速度、位置、姿态等）之间关系的方程组，由动力学方程、运动学方程、几何关系方程和控制关系方程等组成。由于本设计主要研究制导炸弹在俯仰平面内的飞行控制，故将导弹运动规律简化，得到式2.1的简化方程：
（2.1）
这是一组非线性的常微分方程，7个方程中包含7个未知数，所以方程组是封闭的，
给定初始条件后，用数值积分法可以解得有控弹道及其相应的7个参数的变化规律。
设 表示地面坐标系、 表示弹体坐标系、 表示弹道坐标系， 表示速度坐标系，式(2.1)中运动参量的含义分别为:
——制导炸弹质量；
——炸弹质心加速度沿弹道切向（轴）的投影，称切向加速度。
——制导炸弹飞行速度矢量；
——作用在弹上的总空气动力沿速度坐标系分解得到的阻力、升力；
——弹道倾角，即炸弹的速度矢量（轴）与水平平面间的夹角；
——制导炸弹绕弹体坐标系轴的转动惯量；
z——制导炸弹分别绕弹体坐标系轴的角速度；
——俯仰力矩；
——制导炸弹质心相对于地面坐标系Oxyz的位置坐标；
——俯仰角，即炸弹的纵轴（轴）与水平面（Oxy平面）间的夹角；
——飞行攻角，即炸弹质心的速度矢量（轴）在弹体纵向对称面上的投影与轴之间的夹角，若轴位于速度矢量的投影线的上方时为正，反之为负；
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