現代導彈制導控制系統組成研究

王璽鋒 溫向華

國營長虹機械廠 廣西桂林 541002

從實踐操作角度來看，導彈制導和控制系統是一個具有極強綜合性和復雜性的操作系統，在研究制作期間所設計的各類試驗內容對判斷其系統性能具有積極作用，如飛行、系統內部設施以及彈體橫向震動、仿真試驗等，這些都是保障合理科學操作導彈制導和控制系統的基礎保障。因此，在新時代背景下，面對國際革新所帶來的競爭壓力，我國科研機構及工作人員必須要加大對現代導彈制導和控制系統的構成研究，并注重從整體性能和探測精度等方面入手，在保障系統和目標特征達到最大化匹配的基礎上，全面提高整體系統的抵抗水平。

1 導彈制導和控制系統

從本質上講，這一內容主要分為兩部分，其一為導彈制導系統，其二為導彈姿態控制系統。而在實踐運行中，前者包含了制導計算設備與測量設備，其主要用來計算測量導彈與目標之間的距離以及運行速度，并按照預期設定規律和計算原理構成知道指令，而后經過導彈姿態控制系統按照系統提供的彈道穩定飛行。而后者也被叫做自動駕駛儀，其中包含了執行機構、敏感設備以及計算設備，根本作用在于確保導彈可以穩定飛行[1]。

2 實驗原理

導彈制導系統包含了控制指令、探測系統、操控設備等內容，其中操控設備叫做為飛機控制系統，其主要是用來確保導彈可以一直保持在規定范圍內飛行。而引導系統會利用探測裝置判斷導彈的相對目標或發射點所在區域，并由此構成引導指令。控制系統會直接操控導彈，并迅速且準確的執行引導系統提出的指令，促使導彈精準的飛向目標地點。同時，控制系統也可以確保導彈在每段飛行中保持穩定性，因此也被叫做穩定回路，通常情況下這一內容會包含校正裝置，其主要用來提高整體系統的控制水平。

在本文概述實驗當中，設定系統接收到了制導的指令，并且將其輸送到了控制系統中，那么此時的控制系統需要利用伺服系統進行替代。而彈體則用電動機進行替代，而最終設計的控制器則處在速度環和電流環的內外控制中，由此可以確保電機的轉速可以快速跟蹤所提供的指令信號。

2.1 構建電機模型

現代導彈制導和控制系統所選用的控制電機類型為稀土永磁直流力矩電機，只需要調整加在電樞兩邊的電壓就能促使其穩定運行。

2.2 電流環與速度環的數學模型

本文概述系統實驗所選電機驅動類型為功率電子芯片UC3637，結合這一內容的內部結構與擴流電路分析，其中，K2與與形成了UC3637內部誤差放大器的模型，而PWM與電動機模型則為，相關參數有：第一，R代表電樞電阻；第二，B代表粘性膜材系數；第三，La代表電樞的電感；第四，K1代表UC3637內部電平移動系數；第五，R4代表UC3637電流檢測放大器的跨導水平；第六，TSP代表測速發電機速度反饋信號的濾波時間常數，且會受C3、R22以及R23所影響；第七，Gm0代表PWM放大器的支流放大系數；第八，Us代表電源電壓；第九，Ur代表參考電壓；第十，Rs代表限流電阻；第十一，Km代表電機的轉矩系數；第十二，Jges代表電樞的轉動慣量。

3 結果總結

3.1 結果

首先要為速度環設計PID控制器，其次要在前者的基礎上為位置環也設計PID調節器，然后也要根據第一步的基礎研究PID參數對整體系統性能產生的的影響。根據這一過程所獲取的數據信息分析可知：第一，依據比例環節有助于提升系統的無阻尼振蕩頻率和開環增益，并降低阻尼比，這樣不僅能優化系統響應的精準性和快速性，而且可以全面保障系統運行的穩定性。需要注意的是，此時系統超調量與振蕩的次數會增加，換句話說在動態運行期間穩定性不強；第二，利用積分環節能優化系統類型，降低穩態誤差，但也難以達到預期系統穩定要求，并相應整體運行的動態系統；第三，結合微分環節能進一步優化系統的阻尼比，但并不會影響系統的無阻尼振蕩頻率和開環增益。由此可知，其在不調整穩定精度的基礎上，可以提升系統的動態穩定與快速性能。但需要注意的是，這一內容也會增加系統運行的噪音頻率，對整體系統運行而言并沒有積極作用。

而在對比PID調節器與模糊控制器、神經網絡控制器對整體系統的控制情況發現，前者在簡單且受干擾較低的系統中具有良好的控制效果，但若是存在不明確抑或是外部干擾過大的系統，其抵抗控制效果就會下降。而后兩者在有效解決PID控制器應用缺陷的同時，還進一步提升了整體系統的抗干擾性[2]。

3.2 總結

根據本文設計實驗分析，首先了解導彈制導與控制系統的組成及工作原理，并在此基礎上對其基礎內容有更深理解；其次要熟練運用matlab和simulink等工具軟件設計仿真各類控制器，以此在保障系統模型真實性的同時，準確輸出和跟蹤指導指令信號，促使導彈可以快速飛向目標；最后要結合對比實驗結果對整體系統和所選系統進行深入探討，以此為這一領域的技術研究提供有效依據。

4 結語

綜上所述，在新時代背景下，隨著社會經濟和科技技術的不斷優化，在加強現代導彈制導控制系統科研力度的同時，必須要合理引用現代化技術理念和軟件設備，這樣不僅能有效解決以往設計分析難題，而且可以進一步提升整體系統設計性能。本文所研究實驗結果主要從控制器入手，對PID、模糊以及神經網絡這三種類型的應用結果進行了探討，最終發現前者可以用于控制干擾較小的系統，而后兩者可以在此基礎上處理干擾更大的系統。