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產(chǎn)品詳細介紹方案說明
針對導航、制導與控制實驗與科研的需要,本方案設計構建了飛行器控制系統(tǒng)實驗平臺,該平臺綜合了多學科知識和多種先進技術手段,可以用于飛行器的組合導航與精確制導系統(tǒng)以及飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計與仿真,具有綜合多樣的實驗功能。本方案實驗平臺的主要目的是為導航、制導與控制專業(yè)及相關專業(yè)用于先進的導航、制導與控制理論和技術的科研工作提供實驗條件。
首先,飛行器控制系統(tǒng)實驗平臺要綜合考慮導航、制導與控制仿真的主要特征,能夠用于組合導航、精確制導、飛行器控制系統(tǒng)原理和飛行器設計等實驗演示。其次,該實驗平臺還要充分體現(xiàn)飛行器控制系統(tǒng)的特點,滿足飛行器控制系統(tǒng)設計與驗證要求。能夠用于飛行器控制系統(tǒng)及其各分系統(tǒng)的設計,并且能夠為飛行器控制系統(tǒng)中的算法設計乃至系統(tǒng)集成設計提供實物仿真條件。此外,該實驗平臺的建設還要具有獨立的專業(yè)特色。該仿真平臺的構建是基于教學和科研的目的,其主要落腳點還在于培養(yǎng)航空航天領域的高素質專業(yè)人才。
系統(tǒng)組成
該設備主體由一個小型三軸轉臺、控制箱和控制計算機組成，配備有導引頭-十字靶標模塊、慣性測量單元模塊、帶舵機和尾翼的超小型導彈模型模塊等三個可供選擇模塊。
序號 組 成 單 元 主 要 設 備 型 號 數(shù)量 廠家
1 小型三自由度轉臺 轉臺本體 REIBOT-PT3 1臺 元創(chuàng)興
端子箱及電纜 REI-BOX1 1套 元創(chuàng)興
2 導引頭-移動靶標模塊 攝像頭 1套 國產(chǎn)
移動靶標 REI-DRONE 1臺 元創(chuàng)興
3 慣性測量單元模塊 陀螺儀 ADIS16365 1臺 美國
4 帶舵機和尾翼的超小型導彈模型模塊 REI-MISSILE 1臺 元創(chuàng)興
5 控 制 軟 件 元創(chuàng)興自動控制教學實驗軟件 V1.4 1套 元創(chuàng)興
6 計 算 機 1套 元創(chuàng)興
系統(tǒng)應用及實驗內容
該系統(tǒng)用于研究生課程“線性系統(tǒng)”、“非線性控制”、“飛行器控制”、“慣性技術”、“飛行器制導”和“導航原理”等課程的相關實驗。
實驗內容
課程名稱 所用模塊 增加實驗課時
小型三自由度轉臺 導引頭-十字靶標模塊 慣性測量單元模塊 帶舵機和尾翼的超小型導彈模型模塊
線性系統(tǒng) 提供安裝平臺 模擬大氣層外導彈控制與制導，進行控制律設計 模擬大氣層外導彈控制與制導，進行導引律設計 2
非線性控制 提供安裝平臺 模擬大氣層外導彈控制與制導，進行非線性控制律設計 模擬大氣層外導彈控制與制導，進行非線性導引律設計 2
飛行器控制 提供安裝平臺 模擬大氣層外導彈控制與制導，進行控制律設計 模擬大氣層內導彈控制與制導，進行導引律設計 4
慣性技術 提供安裝平臺 初始對準 2
飛行器制導 提供安裝平臺 模擬大氣層外導彈控制與制導，進行導引律設計 模擬大氣層外導彈控制與制導，進行導引律設計 4
導航原理 提供安裝平臺 初始對準 2
實驗設備能夠讓學生們親自動手操作，學生能夠這樣讓學生更加透徹地理解導彈的控制機理，理解視線轉率、比例導引、比例積分導引等概念和導引率設計方法。
主要讓學生了解和掌握：
1. 導彈制導控制系統(tǒng)的基本組成和制導控制過程，包括導引頭、彈體、舵機、舵面等組成部分以及導引頭對目標的測量、信息處理、彈體姿態(tài)調整以實現(xiàn)對目標的跟蹤等過程；
2. 控制系統(tǒng)的組成和工作原理；
3. 與實驗系統(tǒng)相對應，了解進行飛行器制導控制系統(tǒng)進行仿真實驗的基本原理和思路；
4. 根據(jù)實驗系統(tǒng)給定的參數(shù)，建立制導和控制的數(shù)學模型，完成經(jīng)典制導控制律的設計，同時應用現(xiàn)代控制理論完成制導律和姿態(tài)控制律的設計，掌
握制導控制律的設計方法。
5. 在實驗系統(tǒng)上完成制導控制律的實現(xiàn)，完成系統(tǒng)調試；
6. 實驗數(shù)據(jù)的分析。分析脫靶量等制導系統(tǒng)的精度指標，分析不同控制系統(tǒng)參數(shù)導致的彈體時間常數(shù)對制導精度的影響。
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