MATLAB制导炸弹俯仰回路控制参数增益调度设计方法(2)
。1.2 研究内容及国内外发展现状
1.2.1 制导炸弹飞行控制理论的发展当制导炸弹在大空域机动飞行时，整个系统是非线性的并且随着时间的不同系统状态会发生变化。将制导炸弹控制系统看作一个线性时不变系统进而通过经典控制理论用经典的频率、根轨迹方法设计固定的控制器增益，是系统在某一时间段内，可以以平稳的运行取得较好的响应效果。这个方法简单，在某些特定位置可以取得良好控制效果，但难以保证整个弹道中都保持稳定的控制效果。当前，研制新一代制导炸弹、改进现有制导炸弹的性能是世界主要国家在军事领域角逐的焦点。现代制导炸弹将朝着以下几个方向发展： （1）进一步增大火力毁伤距离，提高弹药投送的精确度和弹药威力。 （2）弹药导引系统由自动化向全自动过渡，以实现“发射、不用管、摧毁”的目的。如何才能同时解决控制系统中干扰存在以及鲁棒性较小的缺陷是如今研究的热点。经典的控制方法显然不能满足此条件。20世纪五十年代末有科学家提出了 MIT 方案【2】。MIT 即是一种模型参考自适应系统。这个方案原理简单，设计方便，实际工程中易于实现。但它也有着一定的缺陷，它的闭环系统稳定性未得到充分的验证，同时它不能适应参数大范围变化，也就是说这个方案只能在特定的弹体飞行环境应用。大概是一年以后，有人提出了基于频域的鲁棒控制器设计理论——定量反馈理论(QFT)[14]。这个设计理论改进了 MIT 方案的不足，使得这个设计能够适应一定范围的扰动并且保证稳定性， 并且其对非线性系统控制器设计[15】也是适用的。 较强的适用性，使得这种设计方法曾一度占据当时设计方法的主流地位。19 世纪 80 年代初文献综述，有人提出了著名 H 【4】控制思想。 H 的状态空间解【5】随后几年被推导而出。 H 控制即鲁棒控制系统，其针对外部环境时刻变化产生的扰动以及不稳定性进行控制器设计，并使闭环控制系统满足其应有特性。经过这么多年的发展，鲁棒控制方法逐渐完善起来。
1.2.2 增益调度法的发展现状增益调度控制技术属于自适应控制一类，它于不同点处引用不同的参数数据进行所要求取的控制参数的设计运算。它结合了自适应控制技术和 H 控制技术的优点，利用空气动力学参数与导弹原本特性的相关结合性设计出控制系统，确保制导炸弹满足在一定飞行条件下稳定的飞行并达到相应动态性能指标【15】。 常用的增益调度法是基于特征点的设计方法，选择出典型弹道，使分析问题简化。然而由于具体每条弹道都是无数个点构成的，在选择参数、分析动态特性时，不可能将所有点都进行分析，进行设计。于是我们选择出代表飞行特性的典型点，亦即所谓特征点。这样能够减轻计算量，看到问题的实质，把握本质变化规律。这种方法通过设计线性控制器的方法来解决非线性问题，理论简单，易于时间运用。但特征点的可靠性仍未得到充分验证。
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