毕业论文导弹自动驾驶仪回路.doc

摘 要

在战术导弹的飞行过程中，弹体的参数实时发生变化，严重地影响了控制性能。经典控制理论不能完全消除参数变化对系统的影响。本课题用自校正控制理论对导弹系统进行设计，可以实时的对系统参数进行辨识，使系统处于良好运行状态下。

本设计的被控对象为战术导弹的自动驾驶仪回路。首先对被控对象进行分析，得出其简化的数学模型。加入噪声干扰后经过离散化得到其差分方程，为二阶的受控自回归滑动平均模型。确定模型之后，用自校正控制理论对其进行设计。主要方法是：对被控对象输入一组随机序列，测量输入输出情况，将结果送入参数递推估计器进行处理，辨识被控对象参数。这里，参数递推估计器所用的方法是带遗忘因子的递推增广最小二乘辨识；辨识出的参数作为输入量送入参数计算器进行控制器参数设计，而由参数计算器得出的控制器参数送入控制器。此时控制器参数计算器所采用的是最小方差间接自校正理论；最后通过可变参数控制器来完成对系统的调节。本设计的最后应用Matlab进行仿真和对比，来完成整个战术导弹的自校正控制系统的设计。

本课题多处应用Matlab软件编程。对丢番图方程的求解、系统参数的辨识，以及系统仿真都有很大的帮助。

关键词：导弹自动驾驶仪回路；系统辨识；最小二乘法；自校正控制

Abstract

During the whole flying course of the tactical missile, the parameters of missile changed,which can affect the control performance. Traditional control theory can not eliminate the effects which is brought by the change of paramaters.It takes the self-tuning control to desire the system of missile in this subject. Real-time parameters of the system can be identificated and make the system running in good condition by this. 

The controlled object of this desire is the tactical missile autopilot loop. First, the simplified mathematical model can be established through the analysis of the controlled object. Then difference equation is second order of the controlled auto-regressive moving average model by discretization after noise interference added. The self-tuning control theory can be used after it,the specific method is that: the input and output are measured when the random series input. Then deliver the outcome to recursive estimator of parameters to identify the controlled object parameters. Here, the estimator is based on forgetting factor recursive extended least square. The parameters identified as input is posted in parameter calculator to calculator the controller parameters as the controller input. The controller parameter calculator is based on the indirect minimum variance self-tuning control theory. The system is regluated by the variable parameter controller.The whole self-tuning control system of tactical missile can be accomplished through the system simulate and contrast at last.

Matlab software are used much in the topic to programming.It is much aid of solution the Diophantine equation,identification of system parameters and system simulation.

Key words: the tactical missile autopilot loop; system identification; method of least squares; self-tuning control

目 录

第一章 概述 1

1.1 课题研究的背景及目的意义 1

1.2 自动驾驶仪回路的发展及国内外现状 1

1.3 本文设计思路 2

第二章 相关知识介绍 3

2.1 参数辨识 3

2.1.1 系统辨识简介 3

2.1.2 参数模型类 3

2.1.3 系统辨识的基本原理 4

2.1.4 带遗忘因子的递推增广最小二乘法 5

2.2 自校正算法 7

2.2.1 自校正控制简介 7

2.2.2 单步求解丢番图(Diophantine)方程 8

2.2.3 最小方差间接自校正控制 9

第三章 战术导弹的模型建立 12

3.1 战术导弹模型建立 12

3.2 战术导弹模型的差分方程 13

第四章 战术导弹的自校正控制系统设计与仿真 15

4.1 战术导弹的自校正控制系统设计 15

4.1.1 被控对象参数辨识 15

4.1.2 选择控制方案 15

4.1.3 对象参数计算 16

4.2 战术导弹的自校正控制系统仿真 16

结 论 20

参考文献 21

谢 辞 22