舰载激光武器跟踪与瞄准控制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 舰载激光武器跟瞄技术概述 1

1.1.1 ATP与跟瞄系统定义 2

1.1.2 舰载激光武器跟瞄系统 2

1.2 舰载激光武器系统的发展概况 3

1.2.1 海军激光武器系统 3

1.2.2 战术激光系统 4

1.2.3 海上激光验证系统 5

1.3 光电跟踪系统的发展概况 6

1.3.1 光电跟踪系统提高跟踪精度的主要途径 6

1.3.2 典型的光电跟踪系统 7

1.3.3 相关领域的研究概况 8

第2章 舰载激光武器跟瞄系统的数学模型 11

2.1 复合轴系统 11

2.1.1 多变量控制与二维关联控制 11

2.1.2 复合轴系统控制的原理 15

2.1.3 复合轴系统稳定性分析 16

2.1.4 复合轴系统响应速度和跟踪精度分析 18

2.2 粗跟踪系统的数学模型 19

2.2.1 目标探测、图像信号处理及解算单元 20

2.2.2 速度稳定及伺服回路的数学模型 22

2.2.3 位置环的数学模型 25

2.3 精跟踪系统的数学模型 26

2.3.1 两驱动轴快速反射镜的驱动结构 26

2.3.2 音圈电机驱动器原理及数学模型 27

2.3.3 PZT的原理及数学模型 30

第3章 舰载激光武器跟瞄系统的性能指标及精度需求 33

3.1 捕获性能要求 33

3.1.1 捕获概率 33

3.1.2 捕获时间 34

3.2 跟踪瞄准的精度需求和性能指标 35

3.2.1 精度需求 35

3.2.2 性能指标 38

3.3 跟瞄系统的主要误差分析 41

第4章 舰艇扰动解算模型 44

4.1 舰艇摇摆稳定技术概述 44

4.1.1 舰载摇摆稳定平台 44

4.1.2 舰载伺服稳定控制技术 45

4.2 空间点的位置和运动的描述 45

4.2.1 参考系 45

4.2.2 坐标表示法和坐标系 47

4.2.3 坐标转换 49

4.3 舰艇运动分析 49

4.3.1 海浪影响下舰船转动运动规律 49

4.3.2 舰艇平移运动的影响分析 50

4.4 舰艇摇摆姿态分析与扰动解算模型 52

4.4.1 定义坐标系 52

4.4.2 船摇姿态模型建立 52

4.5 舰艇扰动解算模型的仿真验证 57

第5章 粗跟踪控制系统的综合与校正 58

5.1 基本控制规律 58

5.2 控制系统的对数频率特性综合设计法 60

5.2.1 系统对开环频率特性的设计要求 60

5.2.2 串联控制 72

5.2.3 并联控制 74

5.2.4 串联控制与并联控制的比较 76

5.2.5 串联与并联控制方法的综合应用及局限性 77

5.3 控制系统的复合控制 79

5.3.1 复合控制系统综合法 80

5.3.2 复合控制系统综合法的应用 84

5.3.3 复合控制系统分析法 88

第6章 粗跟踪系统的模糊控制 90

6.1 模糊控制 90

6.1.1 模糊控制的结构 90

6.1.2 模糊控制器的设计 92

6.2 粗跟踪转台的二维模糊控制 96

6.2.1 二维模糊控制设计 96

6.2.2 基于描述函数法的稳定性分析 99

6.2.3 仿真分析 102

6.3 基于模糊PID的自适应前馈补偿控制 103

6.3.1 模糊PID控制 103

6.3.2 基于模糊PID的自适应前馈补偿控制 106

6.3.3 仿真分析 107

第7章 粗跟踪系统的共轴跟踪控制方法 109

7.1 复合控制与共轴跟踪技术 109

7.1.1 复合控制 109

7.1.2 脱靶量时滞的影响 110

7.1.3 粗跟踪系统共轴跟踪技术的原理 112

7.2 目标状态预测及跟踪算法研究 113

7.2.1 目标运动模型 114

7.2.2 滤波算法研究 116

7.3 基于ICKF算法的目标状态预测 120

7.3.1 坐标系及目标模型选择 120

7.3.2 改进CKF算法 122

7.4 仿真实验及结果分析 124

7.4.1 参数设定 124

7.4.2 仿真实验及分析 125

第8章 粗跟踪系统的滑模控制方法 127

8.1 滑模控制简介 127

8.1.1 滑模控制的基本概念 127

8.1.2 滑动模态的不变性 128

8.2 滑模控制理论 128

8.2.1 传统滑模控制理论 128

8.2.2 高阶滑模控制理论 129

8.2.3 二阶滑模控制 129

8.3 粗跟踪系统的双环滑模控制 133

8.3.1 速度环控制器设计 134

8.3.2 位置环控制器设计 136

8.3.3 摩擦力矩及电机力矩波动 141

8.4 仿真实验及分析 142

8.4.1 速度环仿真及分析 142

8.4.2 位置环仿真及分析 144

第9章 精跟踪系统设计及其控制方法研究 147

9.1 基于四驱动器的FSM系统模型 147

9.1.1 控制系统模型 147

9.1.2 角自振频率的影响因素分析 148

9.2 压电陶瓷驱动FSM的自适应反演滑模控制 149

9.2.1 自适应反演滑模控制器设计 149

9.2.2 仿真分析 152

9.3 双重复合轴系统原理 155

9.4 一种新的双重复合轴系统 156

9.4.1 双驱动复合控制原理 157

9.4.2 双重复合轴系统设计 158

9.4.3 仿真分析 160

第10章 典型反舰导弹航路的跟踪仿真 162

10.1 典型反舰导弹航路模拟 162

10.1.1 “鱼叉”反舰导弹航路模拟 162

10.1.2 “飞鱼”反舰导弹航路模拟 163

10.1.3 “马斯基特”反舰导弹航路模拟 164

10.2 仿真分析 165

10.2.1 仿真环境设定 165

10.2.2 基于共轴跟踪的双重复合轴系统仿真分析 166

10.2.3 基于双环滑模控制的双重复合轴系统仿真分析 170

参考文献 174