摘要
凭借在飞行速度、载重能力、续航时间等方面的突出优势，巡飞弹在军事领域得到了广泛应用，但是随着现代战场环境越来越复杂，信息化战争对巡飞弹提出了更高的要求。本文以某型巡飞弹为研究对象，以提高巡飞弹航迹跟踪能力为目标，基于模型预测控制对巡飞弹的航迹跟踪和避障技术进行分析研究，进行巡飞弹飞行控制器的设计。 将模型预测控制应用于巡飞弹的飞行相关控制器设计中。建立巡飞弹动力学模型，针对巡飞弹动力学模型多输入多输出且横纵向耦合的问题，设计了基于模型预测控制的内环姿态控制器，并通过仿真验证了姿态控制器的精确性和鲁棒性；针对模型预测控制算法在线计算量大的问题，提出引入多阈值进行模型预测控制算法的优化，并通过仿真验证了多阈值能够在保证一定控制精度的情况下在减小模型预测控制在线计算量方面发挥显著效果，同时；基于模型预测控制设计了巡飞弹的轨迹跟踪控制器的，并通过仿真实验进行了可行性验证。 结合模型预测控制研究了巡飞弹的避障技术。基于特征圆提出障碍物的形状特征的简化方案；设计避障流程判定逻辑，包括设计避障触发判定、避障方向判断和避障结束；基于模型预测控制进行避障控制器的设计，并对巡飞弹避障控制器进行了避障仿真验证分析，仿真验证了将模型预测控制应用于巡飞弹避障控制的有效性。
NETL