基于最優(yōu)控制的艦空導(dǎo)彈垂直發(fā)射技術(shù)_孫有田
垂直發(fā)射系統(tǒng)與傾斜發(fā)射系統(tǒng)相比, 具有諸多的優(yōu)越性,例 如(1)垂直發(fā)射系統(tǒng)不需要高低角和方位角傳動裝置,與傾斜發(fā) 射系統(tǒng)相比結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、可靠性高,便于在艦上裝載和使 用。(2)垂直發(fā)射系統(tǒng)可以縮短系統(tǒng)的反應(yīng)時間,提高發(fā)射速率。 (3)采用垂直發(fā)射技術(shù)的導(dǎo)彈,發(fā)射后在空中可以轉(zhuǎn)向任意方向, 不受射角的限制,而采用傾斜發(fā)射技術(shù)的導(dǎo)彈,為了避免損傷雷 達天線,往往規(guī)定了高低和方位的發(fā)射禁區(qū),限制了發(fā)射裝置的 使用。總之,采用垂直發(fā)射方式的戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈,無論是在武器系統(tǒng)的 戰(zhàn)術(shù)性能、可靠性和生存能力等方面都會有不同程度的提高。 目前,許多國家都在進行艦空導(dǎo)彈垂直發(fā)射技術(shù)的研究。文 獻基于時間最優(yōu)理論,設(shè)計了最速轉(zhuǎn)彎控制器,但是這些方法均 是基于理想條件的基礎(chǔ)上的,在工程實現(xiàn)上難度較大。文獻基于 誤差四元數(shù)并結(jié)合垂直發(fā)射的具體特點, 建立了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈垂直 發(fā)射非線性數(shù)學模型; 然后基于誤差四元數(shù)和最優(yōu)控制理論進 行控制系統(tǒng)設(shè)計一種基于誤差四元數(shù)的非線性反饋控制器,該 控制器不僅實現(xiàn)了繞歐拉特征軸旋轉(zhuǎn)而且實現(xiàn)繞特征軸的次 最小時間控制,縮短了姿態(tài)調(diào)轉(zhuǎn)的時間。文獻分別基于不同的控 制方法,消除通道之間的耦合,設(shè)計了相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎控制方法。本 文在上述方法的基礎(chǔ)上, 采用最優(yōu)控制設(shè)計了一種易于工程實 現(xiàn)的艦空導(dǎo)彈垂直發(fā)射方法。