在MATLAB和Simulink设计指导系统金宝app

这个示例使用:

开放模式

这个例子展示了如何使用该模型的导弹机体在发表论文的数量(参考文献[1]、[2]和[3])的使用先进的控制方法应用于导弹自动驾驶仪的设计。模型代表一个尾控制导弹2马赫和马赫4之间的旅行,在海拔10000英尺(3050米)之间的范围和60000英尺(18290米),并与典型的攻击角度介于+ / -20度。

的机身动力学模型

模型的核心是一个刚体动力学的非线性表示机体。的空气动力和力矩作用于导弹体生成的系数是发病率和马赫数的非线性函数。可以创建模型与仿真软件®和航空航天Blockset™。金宝app本blockset的目的是提供参考组件,如大气模型,常见的所有模型无论机体配置。的简化版本中可用的组件都包含有航天Blockset这些例子给你一种潜在的重用可以从标准块库。

打开模型。

在仿真软件代表机身金宝app

机身模型由四个主要子系统,通过acceleration-demand自动驾驶仪控制。大气模型计算大气条件的变化改变高度,鳍驱动器和传感器模型机身的自动驾驶仪,空气动力学和运动方程模型计算力和力矩的大小根据导弹的身体,并集成了运动方程。

国际标准大气模型

大气子系统使用的是一种近似国际标准大气和分为两个独立的区域。对流层地区位于海平面和11公里之间,在该地区被认为是一个线性温差变化的高度。对流层以上是平流层底部区域介于11公里,20公里。假设在这个区域的温度保持不变。

空气动力系数构造力和时刻

空气动力学和运动方程子系统生成应用于导弹部队和时刻身体轴,并集成了运动方程定义的线性和角运动机体。

空气动力系数存储在数据集,在模拟值在当前操作条件是由插值使用二维查找表块。

经典三回路自动驾驶仪的设计

导弹自动驾驶仪的目的是控制导弹加速度正常的身体。在这个例子中,自动驾驶仪结构三个循环设计使用测量从一个加速度计放置的重心,和速率陀螺提供附加阻尼。控制器在发病率和马赫数收益计划,并针对鲁棒性能在10000英尺的高度。

设计自动驾驶仪使用古典设计技术要求的线性模型机身音高动力学推导关于削减飞行条件。MATLAB®可以决定削减条件,推导出线性状态空间模型直接从非线性仿真软件模型,节省时间,协助验证模型的创建。金宝appMATLAB提供的功能控制系统工具箱™和Simulink®控制设计™允许设计师想象机体的行为(或时间)开环频率响应。金宝app看到如何修剪和机身模型线性化可以运行的同伴的例子中,“机体修剪和线性化”。

机身频率响应

自动驾驶仪设计进行一系列的线性机身模型派生不同飞行条件在预期的飞行包线。实现自动驾驶仪的非线性模型涉及存储二维查找表的自动驾驶仪的收益,并将anti-windup获得防止积分器终结时鳍要求超过最大限制。测试自动驾驶仪的非线性仿真软件模型然后显示令人满意的性能最好的方法在非线性的存金宝app在如驱动器鳍和速度限制,并与现在的收益动态改变飞行状态。

图:仿金宝app真软件的实现获得预定的自动驾驶仪

寻的制导回路

完整的导引头寻的制导回路由/跟踪子系统返回测量导弹和目标之间的相对运动,并指导子系统产生法向加速度的要求传递给自动驾驶仪。自动驾驶仪现在内部循环的一部分,在整个寻的制导系统。参考[4]提供的信息目前正在使用不同形式的指导,并提供了背景信息分析技术用于量化指导循环性能。

指导子系统

不仅指导子系统的功能是产生在闭环跟踪要求,但也执行初始搜索来定位目标位置。一个Stateflow®模型是用来控制这些不同模式之间的转移操作。切换模式是由事件触发生成仿真软件,或内部Stateflow模型。金宝app然后仿真软件模型的行为控制方法是通过改变变量的值金宝app模式传递模型。金宝app该变量用于切换可以生成不同的控制要求。在目标搜索Stateflow模型控制跟踪直接通过发送要求导引头平衡环(σ)。目标捕获跟踪一旦被标记的目标在于导引头的波束宽度(收购),经过短暂的延迟闭环指导开始。Stateflow迅速的理想工具定义的所有操作模式,是否正常运行,或不寻常的情况。例如,要采取的动作应该有锁定目标,或目标不应该收购目标搜索照顾Stateflow图。

比例导航指导

一旦寻求收购目标比例导航指导(PNG)法是用于指导导弹到影响。这种形式的制导律被用于导弹自1950年代以来,和可以应用于雷达、红外或电视制导导弹。导航的法律要求测量导弹和目标之间的关闭速度,这对于一个雷达制导导弹可以使用多普勒跟踪装置,获得和估计的变化率惯性视线角。

图:比例导航制导律

导引头/跟踪子系统

导引头/跟踪子系统的目的是驱动导引头平衡环保持导引头盘与目标一致,并提供估计的制导律的视线。跟踪回路时间常数职权范围设置为0.05秒,选择响应速度最大化之间的妥协,并保持在可接受的噪声传播的水平。稳定回路旨在弥补身体旋转速度,和收获Ks循环交叉频率,设置尽可能高的稳定的带宽速率陀螺的局限性。视线率估计是一个过滤值的变化率之和的菜角稳定速率陀螺的测量,并估计价值的角跟踪误差的变化率(e)衡量接收机。在这个例子中估计滤波器的带宽设置为自动驾驶仪的带宽的一半。

雷达天线罩畸变

雷达制导导弹一个寄生反馈效应通常是模仿是整流罩畸变。这是因为保护层在导引头的形状扭曲了返回信号,然后给了一个错误的阅读角的目标。一般的变形量是一个非线性函数当前框架的角度,但是常用的近似假设框架角之间的线性关系和变形的大小。在上面的系统,雷达天线罩畸变是获得占块标记为“整流罩畸变”。等寄生效应,速率陀螺的灵敏度法向加速度,也常常模仿测试目标跟踪的鲁棒性和估计量过滤器。