# Baza wiedzy: Politechnika Warszawska

Powrót

## Układ automatycznego sterowania pociskiem beznapędowym

### Piotr Bunia

#### Abstract

In this study a model of the missile controlled by gasodynamic method is described. The missile control is realized by single-use impulse control engines. They are mounted around the center of gravity of the missile. The correcting impulses are perpendicular to the main symmetry axis, thus they influence directly on the center of gravity and velocity vector, changing the trajectory of the missile. Every engine can be fired only once in a selected radial direction. The decision when the correcting engine should be fired depends on the value of the control error. The time to fire depends on position of engine and angular speed along the main axis of the missile. In the first part of this study the methods of navigation and guidance of missiles are presented. In the next step, equations of motion of the missile are derived. These equations are obtained from Newton’s second low of motion for rigid body with six degrees of freedom: three linear and three rotational velocity components. The missile equations are obtained by summing up the loads acting on the missile: inertia , gravity, aerodynamic and loads from correction engines. The equations are combined with the missile control system, which calculates the control signal and choose the proper correction engine. In this system, one channel is used to control the missile in horizontal and vertical plane. The missile is using pure pursuit guidance system. The target is detected by mosaic detector, fixed to the rotating missile. The control error is defined by the angle between main axis of the missile and the line connecting target with missile. The main objective is to make this value equal to zero. The trajectory of the missile is corrected by control signal which is based on the control error. The correction engine is fired after receiving the control signal from the controller. In the last part of this study the results of the Matlab-Simulink simulations are shown.
Identyfikator pozycji
WUT210d30d11c5d4133abbb1174ddb74b43
Rodzaj dyplomu
Praca magisterska
Autor
Piotr Bunia (WMEiL/ITLMS) Piotr Bunia Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Tytuł w języku polskim
Promotor
Robert Głębocki (WMEiL/ITLMS) Robert Głębocki Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Jednostka dyplomująca
Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)
Kierunek / specjalność studiów
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Język
(pl) polski
Status pracy
Obroniona
Data obrony
02-02-2012
Data (rok) wydania
2012
Paginacja
76
Identyfikator wewnętrzny
MEL; PD-1680
Recenzenci
Robert Głębocki (WMEiL/ITLMS) Robert Głębocki Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL) Elżbieta Jarzębowska (WMEiL/ITLMS) Elżbieta Jarzębowska Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Słowa kluczowe w języku polskim
układ automatycznego sterowania, pocisk, dynamika pocisku
Streszczenie w języku polskim
W tej pracy przedstawiono model pocisku sterowanego gazodynamicznie za pomocą jednorazowych impulsowych silników korekcyjnych. Są one rozmieszczone promieniście wokół środka ciężkości pocisku. Wytwarzane przez nie impulsy siły skierowane są prostopadle do głównej osi symetrii. Dzięki temu bezpośrednio oddziaływają na środek masy i umożliwiają szybkie zmiany wektora prędkości a przez to zmianę trajektorii lotu. Każdy silnik może być odpalony tylko raz w określonym kierunku kątowym. Decyzja o odpaleniu silnika podejmowana jest na podstawie wielkości uchybu regulacji. Moment odpalenia zależy od pozycji silnika i prędkości kątowej wzdłuż głównej osi pocisku. W pierwszej części pracy opisano metody nawigacji i naprowadzania pocisków. Następnie wyprowadzono równania ruchu pocisku będące częścią jego modelu matematycznego. Do ich wyprowadzenia wykorzystano drugie prawo dynamiki Newtona. Założono, że pocisk jest ciałem sztywnym z sześcioma stopniami swobody, na które składają się trzy ruchy translacyjne dla ruchu postępowego i trzy obroty dla ruchu obrotowego. Równania pocisku otrzymano przez zsumowanie obciążeń od sił bezwładności, ciężaru własnego, sił aerodynamicznych oraz sił od silników korekcyjnych. Równania te są wykorzystywane przez układ sterowania pocisku, który wyznacza sygnał sterujący i wybiera do odpalenia odpowiedni silnik. Wykorzystano metodę jednokanałową, gdzie jeden kanał służy do sterowania w płaszczyźnie pionowej i poziomej. Badany pocisk należy do systemu samonaprowadzania i wykorzystuje metodę bezpośredniego naprowadzania. Cel wykrywany jest przez liniowy jednowymiarowy detektor mozaikowy, sztywno związany z wirującym pociskiem. Uchyb kątowy jest kątem zawartym pomiędzy główną osią pocisku a linią łączącą pocisk z celem. Dąży się do pokrycia głównej osi symetrii pocisku z linią obserwacji celu. Tor lotu jest korygowany na podstawie sygnału sterującego, utworzonego na podstawie sygnału uchybu. Po wysłaniu sygnału ze sterownika do konkretnego silnika korekcyjnego, dochodzi do zapłonu i korekcji toru lotu pocisku. W ostatniej części pracy przedstawiono wyniki symulacji przeprowadzonych na modelu matematycznym, stworzonym w środowisku Matlab-Simulink.
Plik pracy
• Plik: 1
Praca.Magisterska.Piotr.Bunia.pdf
Poproś o plik WCAG

Jednolity identyfikator zasobu
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT210d30d11c5d4133abbb1174ddb74b43/
URN
urn:pw-repo:WUT210d30d11c5d4133abbb1174ddb74b43

Potwierdzenie
Czy jesteś pewien?
Zgłoszenie uwag dotyczących tej strony