王帅为,马清华,郑建强,杨姝君,程鹏飞,梁益铭

(西安现代控制技术研究所,西安 710065)

0 引言

从控制的角度来看,导弹制导控制系统主要包含两个大回路,即制导回路和控制回路。制导回路的任务是如何由弹目信息生成拦截目标的策略,而控制回路则是如何操纵执行机构精确,鲁棒的实现这种策略,因此内回路又称自动驾驶仪[1]。

自动驾驶仪一般分为过载自动驾驶仪和姿态驾驶仪。弹体追踪法作为一种经典的导引方法,实现简单,只需在飞行过程中使弹轴对准目标即可。但在弹道末端法向过载过大,会造成大的脱靶量,因此追踪法一般应用在交接班之前。由于其直接给出的是俯仰角指令,故与其相匹配的驾驶仪为姿态驾驶仪。

1 弹体线性模型

由系数冻结法得到弹体的线性模型如下[2]:

(1)

得到系统的传递函数:

(2)

式中:km为弹体开环增益;ξm为弹体开环阻尼;t1为攻角滞后时间常数;tm为弹体开环时间常数。flag为标志位,弹体静稳定时,标志位取1,静不稳时,标志位取-1,静中立时,标志位取0。

2 典型姿态自动驾驶仪

典型姿态自动驾驶仪如图1所示。

由图1可知,姿态驾驶仪一般由阻尼反馈和姿态角主反馈组成。驾驶仪的输入信号为俯仰角信号,由文献[3-4]可知,驾驶仪的闭环极点为一组大的共轭复根和一个小的实极点,且高频根的时间常数大于弹体的开环时间常数tm,低频根的时间常数小于弹体的开环慢时间常数t1。故该慢根成为闭环系统的主导极点,将会对制导大回路产生很大的影响。……