单兵式火箭弹的简易自整定PID研究(2)
4.5 PID控制参数的调节 24
4.6 本章小结 35
5 单兵火箭弹仿真分析 36
5.1 仿真条件的设置 36
5.2 仿真模型 36
5.3 仿真结果分析 36
5.4 本章小结 44
结束语 45
致谢 46
参考文献 47
1 绪论
1.1 研究背景与意义
单兵反坦克火箭弹是一种单兵携带使用的步兵近战武器，一般采用反坦克火箭筒和轻型无后坐力炮发射。它们所配的弹药大多数是火箭破甲弹和火箭增程破甲弹。对人员、装甲和坚固工事等进行毁灭打击是它的主要任务。与反坦克导弹相比，其体积小、质量轻、操作方便、近战优势大，而且造价相对较低，易于大量生产和装备。近10年来发生了多场战争，据不完全统计，一次战争中这些火箭弹很少能对坦克等装甲车辆进行有效打击，多是用来对付固定工事、建筑、人员等目标。由于反坦克导弹比较贵，用来对付这些非装甲目标不划算，所以一般情况下使用非制导导弹，但它散度太大，很少能够打中目标，弹药消耗太快，毁伤效果很低 。
随着技术的进步，现代战争对武器的射程、精度等提出了愈来愈高的要求，提高火箭弹密集度成为一项重要课题。其中，在无控火箭弹上增加制导系统与控制元器件是一条有效的技术途径。如：以色列的TAC/LAR-160火箭弹（直径160mm），对弹道主动段前期弹体纵轴的姿态进行简易控制，大幅度提高了火箭弹的密集度。对一般弹丸而言，在它从发射装置离开后是按照原先预定的弹道飞行的，不能自主的更改飞行轨迹，但是在实际飞行过程中会存在各种干扰力使其偏离理论弹道，如初始扰动、推力偏心、随机风及各种恶劣的气候条件，因此我们必须考虑到这些问题。传统方法是在弹丸的结构设计和发射装备上面下功夫，减少随机干扰因素的影响，提高弹丸抗干扰能力。这种做法应该来说是能够取得一定效果的，但这种方法也有其局限性，即对环境没有适应能力。而现代战争的战场环境是复杂多变的，弹丸对于全天候且是在不同的环境下是无法适应的，因而这些改造弹丸的方法还是不足的，需要更先进有效的解决办法。因为战争需要，单兵火箭弹的简易控制研究正是在这种情况下被提出。其提高了命中概率，并且由于其造价低廉，应用前景十分广阔。
自整定PID控制是比较常用的一种简易控制方法。目前，在现代工业制造过程中最主要使用PID控制，在几乎所有的化工生产过程、运动控制、航天控制及其他过程控制中都在使用中PID控制器，PID控制器的应用在纸浆和造纸工业中甚至超过了98％ 。虽然PID控制器在现代工业中被大量使用，但它并没有形成一种系统的参数整定方法，更多的还是依靠工作人员的经验。PID参数的整定与多种因素有关，因为被控对象的动态性能、控制目标以及操作人员对过程的理解等等不稳定因素存在，需要花费大量的时间来整定PID回路，工作人员需要频繁的对回路进行整定，但因为工人的技术生疏和回路特性的频繁变化会造成控制性能变差。PID自整定控制器就是在这种情况下诞生的。由Ziegler和Nichols于1942年率先提出了简称为Z-N的整定公式 ，其后随着第三次科技革命的到来自适应控制理论及基于专家知识经验的智能控制理论 得到长足发展，工业科研中所使用的计算机性能越来越强，使得PID自整定控制器逐渐商品化，PID自整定软件包也被研制成功。
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