多管火箭定向器振动控制的不同控制律分析
摘要为了减少振动对多管火箭射击精度的影响，运用多体系统传递矩阵法，建立了多管火箭炮动力学模型，得到了多管火箭体动力学方程。对多管火箭炮简化模型的振动控制律进行了设计与分析，通过使用独立模态空间控制理论，对低阶模态设计了PID控制器和LQR控制器，并对其进行了两种控制器数值仿真与各低阶模态的分析。计算了该模型有控与无控制状态下的动力响应，并把两种情况加以比较。结果表明PID控制和LQR控制都能较好的抑制起始扰动，提高多管火箭的射击精度。64265
毕业论文关键词 多管火箭 多体系统传递矩阵法 独立模态空间控制 PID LQR
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Analysis of different control strategies for vibration control of MLRS
Abstract To reduce vibration affect on firing accuracy of multiple launcher rocket system (MLRS), the dynamic model of MLRS is established by using transfer matrix method for multi-body system. And the body dynamics equations of MLRS have been gotten. PID control and LQR control are designed for the lower modes and both controllers numerical simulation and modal analysis of simplified kinetic models has been done. MLRS vibration control law is designed and analyzed.PID controller and LQR controller are designed for lower modes by using independent modal space control theory. Numerical simulation of its two controllers has been done and low modals are analyzed. The model of controlled and non-controlled state dynamic response are calculated，and to compare the two situations. The results show that LQR and control PID control can better suppress initial disturbance and improve firing accuracy of MLRS.
Keywords multiple launcher rocket system transfer matrix method of multi-body system independent modal space control method PID LQR
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.3 研究意义 4
1.4 本文所做的工作 4
2 多管火箭动力学模型 6
2.1 多体系统传递矩阵法简介 6
2.2 多管火箭发射动力学模型 8
2.3 多管火箭体动力学方程 15
3 定向器振动控制策略 18
3.1 独立模态空间控制法 18
3.2 最优控制 20
3.3 比例-积分-微分控制（PID） 24
4 简化动力学模型数值仿真 1
4.1 传递方程 28
4.2 固有频率计算 29
4.3 正交性证明 29
4.4 动力响应计算 31
4.5 计算结果 28
4.6仿真结果分析 36
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
1 绪论
1.1 研究背景
多管火箭系统（包括火箭炮、火箭弹）是一种能提供短时间内大面积密集火力的有效武器，早在19世纪就已经开始使用。现在多管火箭作为突击武器，射速快、射界大、射程远、机动性好，并且能在非常短的时间内发射出大量火箭弹，以产生强大火力密度，给目标以毁灭性的打击，并在敌人心理感官上造成极大的震撼和威慑作用，是现代战场纵深攻击的有效武器，受到了世界各军事强国的广泛关注[1] 。