在Matlab和Simulink中设计指导系统金宝app

开放模型

此示例说明如何使用许多已发布的论文中所呈现的导弹机身模型（参考文献[1]，[2]和[3]）对应用于导弹自动驾驶仪设计的先进控制方法。该模型代表一个尾控制导弹马赫2和4马赫之间行进，在海拔万英尺（3050米）和60000英尺（18290米）之间的范围内，并与攻击+/- 20度之间的范围内的典型的角。

机身动态的模型

该模型的核心元素是机身刚体动力学的非线性表示。作用在导弹机身上的气动力和力矩是由入射角和马赫数的非线性函数系数产生的。该模型可使用Simulink®和航空航天区块集创建™. 该区块集的目的是提供参考组件，如大气模型，无论机身配置如何，这些组件对所有模型都是通用的。这些示例中包括了航空航天区块集中可用组件的简化版本，以便让您了解从标准区块集获得的重用潜力k图书馆。金宝app

打开模型。

代表Simulink中的机身金宝app

机身模型由四个主要子系统组成，通过加速度自动驾驶仪控制。大气模型计算大气条件的变化随着高度而变化，鳍式执行器和传感器模型将自动驾驶仪耦合到机身，运动模型的空气动力学和方程计算作用在导弹体上的力量和时刻，并整合运动方程。

国际标准气氛模型

使用的大气子系统是国际标准气氛的近似，并分成两个单独的区域。对流层地区位于海拔和11公里之间，并且在该区域中，假设具有变化高度的线性温度下降。在对流层上方，较低的平流层区域在11km和20km之间。在该区域中，假设温度保持恒定。

构建力和时刻的空气动力学系数

运动子系统的空气动力学和方程产生施加到主体轴中的导弹的力和矩，并集成了限定机身的线性和角度运动的运动方程。

空气动力系数存储在数据集中，在模拟过程中，使用二维查找表块通过插值确定当前运行条件下的值。

经典三回路自动驾驶仪设计

导弹自动驾驶仪的目的是控制导弹体正常的加速度。在该示例中，自动驾驶仪结构是使用从放置在重心前面的加速度计的测量值的三环设计，以及提供额外阻尼的速率陀螺仪。控制器增益在入射和马赫数上调度，并在100,000英尺的高度上进行强大的性能。

使用经典设计技术设计自动驾驶仪要求机身间距动力学的线性模型被导出了关于许多修剪的飞行条件。MATLAB®可以确定修剪条件，直接从非线性Simulink模型中导出线性状态空间模型，保存时间，并帮助验证已创建的模型。金宝appMATLAB控制系统工具箱™和Simulink®ControlDesign™提供的功能允许设计人员可视化机机打开环路频率（或时间）金宝app响应的行为。要了解如何修剪和线性化空气框架模型，可以运行配套示例，“机身修剪和线性化”。

机身频率响应

自动驾驶仪设计是在各种线性机身模型上进行的，在预期飞行包络上的不同飞行条件下衍生。为了实现非线性模型中的自动驾驶仪涉及将自动驾驶仪在2维查找表中存储，并在鳍要求超过最大限制时采用防卷增益以防止积分器卷绕。测试非线性Simulink模型中的自动驾驶仪是最佳方式，在存在非线性等中显示令金宝app人满意的性能，例如执行器翅片和速率限制，并且现在随着不断变化的飞行条件而动态地变化。

数字：S金宝appimulink实现增益安排自动驾驶仪

寻的制导回路

完整的归位引导循环包括返回导弹和目标之间的相对运动的测量值，以及产生正常加速要求的导向子系统，该导航器/跟踪器子系统返回对自动驾驶仪传递的正常加速要求的指导子系统。自动驾驶仪现在是整个归位引导系统内的内圈的一部分。参考[4]提供有关目前正在使用的不同形式的指导形式的信息，并提供有关用于量化引导循环性能的分析技术的背景信息。

制导子系统

引导子系统的功能不仅在闭环跟踪期间生成需求，而且还执行初始搜索以定位目标位置。StateFlow®模型用于控制这些不同操作模式之间的传输。模式之间的切换是由在Simulink中生成的事件或状态流模型中的事件触发。金宝app通过更改变量的值来控制Simulink模型的方式金宝app实现的方式模式它被传递到Simulink。金宝app此变量用于在可以生成的不同控制需求之间切换。在目标搜索期间，通过向Seeker Gimbals发送需求来直接控制跟踪器（Sigma.）。追踪器一旦目标位于寻道者的波束宽度内，目标获取被追踪器（获得），并且在短延迟关闭环路引导之后开始。StateFlow是一个理想的工具，用于快速定义所有操作模式，无论是正常运行还是不寻常的情况。例如，应该在目标上丢失锁定的锁定的动作，或者如果在该校正流图中迎合目标搜索期间未获取的目标。

比例导航指导

一旦导引头获得了目标，就可以使用比例导航制导（PNG）定律用于引导导弹直到撞击。这种形式的制导定律自20世纪50年代以来一直用于导弹，并可应用于雷达、红外或电视制导导弹。导航定律要求测量导弹与目标之间的接近速度，对于雷达制导导弹，可使用多普勒跟踪装置，以及惯性视线角变化率的估计值。

数字：比例导航指导法

Seeker / Tracker子系统

探索者/跟踪子系统的目标是既推动导引头万向支架，以保持与目标对准的导引头菜，并提供指导法律与视线率的估计值。跟踪循环时间常数托尔设置为0.05秒，并选择在最大化响应速度之间的折衷，并将噪声传输保持在可接受的水平。稳定回路旨在补偿体旋转速率和增益Ks，这是环路交叉频率，被设置为尽可能高的，以稳定速率陀螺带宽的限制。视点率估计是由稳定速率陀螺测量的盘角度的变化率的滤波值，以及角度跟踪误差变化率的估计值（E.)由接收机测量。在本例中，估计器滤波器的带宽设置为自动驾驶仪带宽的一半。

radome畸变

对于雷达引导导弹，通常建模的寄生反馈效果是radome像差。发生是因为剥离覆盖器上的保护覆盖物的形状扭曲了返回信号，然后给出了目标的视图角度的错误读取。通常，失真量是当前万向石角的非线性函数，但是通常使用的近似是假设万向比角与失真的大小之间的线性关系。在上述系统中，在标记为“rancome像差”的增益块中，氡气像差被占。其他寄生效应，例如速率陀螺到正常加速度的灵敏度，也经常建模以测试目标跟踪器和估计器过滤器的鲁棒性。