基于Simulink导弹三通道控制系统仿真

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王浩宇1 高深奇1 李广民2

沈阳航空航天大学自动化学院,辽宁沈阳市 110000

摘要

本论文应用MATLAB中的Simulink建立起了导弹俯仰通道、偏航通道、滚转通道控制系统仿真模型,并给出一定条件下的控制系统仿真结果,以此证明模型建立的正确性、实用性及通用性。


关键词

导弹控制系统;MATLAB仿真;Simulink

正文


1. 引言

长时间以来,对于控制系统的仿真研究的重心都在建立模型这一环节上,也就是在控制系统的数学模型建立之后,要设计一种算法,使得控制系统数学模型能被计算机所接受,并将其编写成程序,在计算机上运行[1]。但是建立数学模型通常需要很长的时间,而且仿真的结果分析大部分情况下不能独立完成,这就极大的阻碍了仿真技术的传播,然而在MATLAB中的Simulink仿真工具能够切实有效地解决上述问题[2]。在这Simulink中系统模型的建立将变得简单、清晰,而且在仿真过程中参数可以随意地改变并迅速得到改变后的仿真结果。由此,MATLAB得以被广泛应用。对于导弹控制系统仿真,当采用Simulink建立模型仿真时,可以简单明了的得到我们所需要的数据[3]

2. Simulink工具介绍

在导弹控制系统的仿真过程中,常用的模块见图1

功能为:Step产生一个阶跃信号;Scope用来显示仿真结果;To workspace使得数据传到工作空间;Integrator出在其输入端的在当前时间步的中积分;Transfer Fun(传递函数模块)和延时一起描述被控对象的动态性能;From/Goto允许从一个模块到另一个模块传递一个信号,而不实际链接他们;Gain为增益;Sum数组求和。

 

1 常见模块

2. 控制系统方程及其实现

对于俯仰通道其方程如下:

偏航通道如下:

滚转通道如下:

对于上述方程可建立,俯仰通道模型,偏航通道模型,滚转通道模型。

3. 导弹控制系统仿真结果

 

 

2 导弹控制系统仿真结果图像

由上述图像可知系统稳定,所以以上方法可行。

4. 结论

本文用Simulink构造了导弹控制系统三通道仿真模型并得出了部分参数的变化曲线仿真结果。这种方法清晰明了,可以减少编程时间,便于更改参数,极大提高系统的可靠性。

参考文献

[1]马娜娜. 飞行器制导与控制系统优化设计及弹道仿真[D]. 哈尔滨工程大学, 2015.

[2]何甦, 何昌波, 王士星, 戴邵武. 导弹控制系统实时视景仿真软件接口设计[J].海军航空工程学院学报, 2006(05): 527-530.

[3]付毅峰, 郑国民, 康凤举, 李琳. 防空导弹抗击巡航导弹仿真[J]. 系统仿真学报, 2006(09): 2393-2396.


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