基于GPS数据的炮射导弹比例导引方法研究
本文对基于GPS数据的炮射导弹比例导引方法进行了研究。毕业论文中介绍了炮射导弹优尔自由度运动学方程与动力学方程，介绍了GPS卫星定位系统的相关知识，给出GPS坐标系统的与地球坐标系之间的坐标转换。对比例导引法与变结构控制理论进行了详细的介绍与研究，将变结构控制理论应用于比例导引法，研究了采用变结构控制的比例导引律。9015
关键词 炮射导弹 GPS 比例导引法 变结构控制
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The Proportion of Artillery Missiles Guided Research Based On GPS Date
Abstract
The choice of missile guidance law is essential to whether the missile could hit the target precisely, and the design of guidance law needs a comprehensive consideration and measure from missile flight performance, combat airspace, technical measures, precision guidance, guidance equipment, tactical use and so on.
Artillery missile proportional navigation method based on GPS data is researched. This paper introduces the six degrees of freedom kinematics equation and the kinetic equation of artillery missiles and knowledge of the GPS satellite positioning system ,given the coordinate transformation between the GPS coordinate system with the Earth coordinate system.A detailed introduction of the proportional guidance law and variable structure control theory is done.Variable structure control theory is applied to the proportional navigation law.Proportional navigation guidance law using variable structure control is researched.
Keywords Artillery missiles GPS Proportional navigation guidance law
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外研究状况 1
1.3 未来发展趋势及前景 3
1.4 本文开展的研究工作 3
2 数学物理模型 4
2.1 常用坐标系 4
2.1.1 坐标系的定义 4
2.1.2 各坐标系之间的关系及其转换 6
2.2 导弹运动方程组 8
2.2.1 导弹质心运动的动力学方程 8
2.2.2 导弹绕质心转动的动力学方程 9
2.2.3 导弹质心运动的运动学方程 9
2.2.4 导弹绕质心转动的运动学方程 9
2.3 质量变化方程10
2.4 几何关系方程10
3 基于GPS数据的比例导引法10
3.1 GPS定位系统10
3.2 GPS坐标系统12
3.3 GPS系统坐标转换13
3.4 比例导引法14
3.4.1 基于GPS数据的炮射导弹比例导引法相对运动方程组15
3.4.2 直线弹道16
3.4.3 导弹的需用法向过载17
3.4.4 比例系数K的选择18
4 变结构控制19
4.1 变结构控制的相关概念19
4.2 变结构控制系统的设计21
4.2.1 切换函数的确定21
4.2.2 控制函数的选取22
5 数值仿真23
5.1 所用软件介绍23
5.2 比例导引弹道仿真实现23
5.3 采用变结构控制理论设计该比例导引方法24
5.4 进行包含导引律和动力学模型的一体化仿真26
结论29
致谢30
参考文献31
1 绪论
1.1 研究背景和意义
炮射导弹就是使精确制导技术与常规火炮、反坦克炮有机地结合起来，保留了原系统反应快、火力猛的特点，拓宽了常规火炮与反坦克炮的远距离对抗能力。早在上世纪50年代，为提高坦克炮的射击精度，苏联便于1957年提出第一代坦克炮射导弹的概念。随后，美国也开始研制坦克炮射导弹。将制导炮弹应用于火炮的新型武器—炮射导弹应运而生。提高火炮射击精度，研制高精度炮射导弹，成为火炮研究的主要内容。在研制炮射导弹的进程中，为降低成本，GPS制导方式被广泛采用，不仅有效地提高了制导精度，而且在一定程度上降低了成本。