دانلود پروژه:طراحي و شبيه‏سازي هدایت فاز اولیه با استفاده از روش کنترل پیش بین با ملاحظه بودجه بندی و تحلیل خطا برای یک پرتابه ی فرضی

فهرست مطالب

فصل  1 مقدمه. 1

1-1- مقدمه. 1

1-2- بیان چالشها و ساختار پایاننامه. 4

فصل  2 مدلسازی روابط دینامیکی پرتابه و خطی سازی آن.. 5

2-1- مقدمه. 5

2-2- معادلات حركت و توابع تبديل… 6

2-2-1- بسط معادلات حركت… 6

2-2-2- وضعيت دوراني پرتابه نسبت به زمين و زواياي اويلر. 12

2-2-3- دسته بندي معادلات حرکت… 13

2-2-4- معادلات حركت طولي و عرضي: خطي سازي و جداسازي.. 14

2-2-4-1-………. شرايط تعادل و تئوري اغتشاشات كوچك…. 14

2-2-4-2-………. حركات پيچشي و سمتي پايدار(یا حالت تعادل) 14

2-2-4-3-………. پايداري حول نقطه تعادل.. 18

2-2-4-4-………. تقريب كانال طولي: مود پريود كوتاه 19

2-2-4-5-………. معادلات حالت وضعيت پرتابه. 20

2-3- مدلسازی و معرفی یک پرتابه  نمونه. 21

2-3-1- مشخصات كلي پرتابه نمونه. 21

2-3-2- محاسبه ضرايب آئروديناميكي.. 23

2-3-3- خطي سازي ضرايب آئروديناميكي.. 25

فصل  3 طراحی خلبانخودکار به روش PID مبتنی بر پیشبین تعمیمیافته. 29

3-1- مقدمه. 29

3-2- انتخاب نقاط كار جهت طراحي كنترل كننده. 30

3-3- ساختار دو حلقه اي كنترل كننده كانال فراز. 33

3-4- ساختار کنترل کننده PID… 34

3-5- طراحی کنترل کننده PI بر اساس کنترل کننده پیش بین تعمیم یافته. 35

3-5-1- حالت افق کنترل یک گام جلوتر. 38

3-5-2- پایداری.. 39

3-6- طراحی کنترل کننده PID بهینه بر پایه GPC.. 39

3-6-1- طراحی کنترل کننده GPC.. 40

3-6-2- انتخاب افق کنترل و پیش بینی.. 43

3-7- تعيين ضرايب كنترلي كانال فراز. 44

فصل  4 سیستم ناوبری و هدایت… 49

4-1- مقدمه. 49

4-2- سیستم ناوبری… 50

4-2-1- ناوبری رادیویی.. 50

4-2-2- ناوبری اینرسی.. 50

4-2-2-1-………. سیستم ناوبری اینرسی صفحه پایدار 52

4-2-2-2-………. سیستم ناوبری اینرسی متصل به بدنه. 52

4-2-2-3-………. دستگاه های مختصات… 54

4-2-2-4-………. ماتریس های دوران.. 56

4-2-2-5-………. ناوبری در دستگاههای مختلف… 65

4-3- سیستم هدايت…. 71

4-3-1- قوانين هدايت… 71

4-3-1-1-………. قوانين هدايت دونقطهاي.. 71

4-3-1-2-………. قوانين هدايت سهنقطهاي.. 79

4-3-2- انتخاب ايده هدايت… 81

4-3-3- طراحی اولیه قانون هدایت… 83

4-3-3-1-………. طراحي الگوريتم سيستم هدايت… 83

فصل  5 نتایج شبیهسازی.. 84

5-1- مقدمه. 84

5-2- عملکرد سیستم هدايت کنترل بدون اعمال خطا 85

5-3- عملکرد سیستم هدایت با اعمال خطا به شبیه سازی… 91

فصل  6 نتیجهگیری و پیشنهادها 95

6-1- نتیجه گیری… 95

6-2- پیشنهادها 96

 

فهرست شکل­ها

 

شکل ‏1‑1) پیکربندی یک پرتابه هدایت شونده (Allan E. Gamble, 2000)………………………………………………………… 3

شکل ‏1‑2) نمودار بلوکی پرتابه هدایت شونده……………………………………………………………………………………………………. 3

شکل ‏2‑1) نمايش محورهاي ثابت و پرتابه در دستگاه زميني و بدني…………………………………………………………………. 12

شکل ‏2‑2) محورهاي پايداري پرتابه در حالت تعادل و اغتشاش يافته و زاويه حمله…………………………………………….. 16

شکل ‏2‑3) محورهاي پايداري پرتابه در حالت تعادل و اغتشاش يافته و زاويه لغزش جانبي…………………………………. 16

شکل ‏2‑4) پرتابه برد متوسطGMLRS…………………………………………………………………………………………………………… 21

شکل ‏2‑5)بخشهاي اصلي پرتابه نمونه……………………………………………………………………………………………………………. 21

شکل ‏2‑6) نمودار ماخ پرتابه CMLRS بر حسب زمان……………………………………………………………………………………… 23

شکل ‏2‑7) نمودار فشار دینامیکی پرتابه CMLRS بر حسب زمان…………………………………………………………………….. 24

شکل ‏2‑8) نمودار ارتفاع پرتابه CMLRS بر حسب زمان………………………………………………………………………………….. 24

شکل ‏2‑9) نمودار ارتفاع پرتابه CMLRS بر حسب مسافت در یک پرتاب آزاد…………………………………………………….. 24

شکل ‏2‑10)نمودار ضریب پایداری استاتیکی  بر حسب فشار دینامیکی……………………………………………………… 28

شکل ‏3‑1)  فاز بندي مسير پروازي………………………………………………………………………………………………………………… 30

شکل ‏3‑2)  نقاط كار انتخابي روي سناريوي پروازي………………………………………………………………………………………… 31

شکل ‏3‑3) بلوك دياگرام حلقه هاي كنترلي کانال فراز……………………………………………………………………………………. 33

شکل ‏3‑4) بلوك دياگرام ساختار دوحلقه اي کانال فراز……………………………………………………………………………………. 33

شکل ‏3‑5) پاسخ پله واحد سيستم حلقه بسته در نقاط كاري…………………………………………………………………………… 46

شکل ‏3‑6) نمودار بودي در نقاط كاري فاز اوليه………………………………………………………………………………………………. 47

شکل ‏3‑7) نمودار بودي در نقاط كاري فاز قبل از نقطه اوج……………………………………………………………………………… 48

شکل ‏3‑8) نمودار بودي در نقاط كاري فاز بعد از نقطه اوج………………………………………………………………………………. 48

شکل ‏4‑1) طرح سیستم ناوبری اینرسی از نوع صفحه پایدار……………………………………………………………………………… 52

شکل ‏4‑2) طرح سیستم ناوبری اینرسی از نوع متصل به بدنه…………………………………………………………………………… 53

شکل ‏4‑3) چارچوب‌های مرجع……………………………………………………………………………………………………………………… 54

شکل ‏4‑4) تشریح دستگاه مختصات بدنه……………………………………………………………………………………………………….. 55

شکل ‏4‑5) نمایش پارامترهای استفاده شده در ناوبری در دستگاه اینرسی………………………………………………………….. 66

شکل ‏4‑6) بلوک دیاگرام ناوبری در دستگاه اینرسی…………………………………………………………………………………………. 66

شکل ‏4‑7) نمایش پارامترهای مورد استفاده در ناوبری در دستگاه زمین…………………………………………………………….. 67

شکل ‏4‑8) بلوک دیاگرام ناوبری در دستگاه زمین [13]…………………………………………………………………………………… 68

شکل ‏4‑9) نمایش دستگاههای زمین و ناوبری…………………………………………………………………………………………………. 69

شکل ‏4‑10) نمایش زوایای مورد استفاده در ناوبری در دستگاه ناوبری………………………………………………………………… 69

شکل ‏4‑11) بلوک دیاگرام ناوبری در دستگاه ناوبری [13]……………………………………………………………………………….. 70

شکل ‏4‑12) شماي كلي مسير برخورد با استفاده ازقانون هدايت تعقيب……………………………………………………………… 72

شکل ‏4‑13) شماي كلي مسير برخورد در قانون هدايت تعقيب جهت………………………………………………………………… 73

شکل ‏4‑14) شماي كلي مسير برخورد در روش هدايت تعقيب سرعت………………………………………………………………… 73

شکل ‏4‑15) شماي كلي مسير برخورد در روش هدايت تعقيب كج…………………………………………………………………….. 74

شکل ‏4‑16) ايدهي اوليهي بكار رفته در ناوبري تناسبي……………………………………………………………………………………. 75

شکل ‏4‑17) هندسهي تعقيب كننده و هدف در تعقيب صفحهاي……………………………………………………………………….. 76

شکل ‏4‑18) شماي كلي روش هدايت فرمان به خط ديد………………………………………………………………………………….. 80

شکل ‏5‑1) شبیه سازی پرتابه هدایت شونده……………………………………………………………………………………………………. 85

شکل ‏5‑2) منحنی شتاب فرمان سیستم هدایت و شتاب پرتابه…………………………………………………………………………. 86

شکل ‏5‑3) مسیر پروازی بالستیک و هدایت شونده………………………………………………………………………………………….. 87

شکل ‏5‑4) پارامتر های عملکردی هدایت و کنترل در دو حالت هدایتی بر حسب تغییرات زاویه شلیک در برد نامی. 89

شکل ‏5‑5) ارتفاع و برد پرتابه در حالت پرواز هدایت شونده در برد نامی……………………………………………………………. 90

شکل ‏5‑6) ماکزیمم شتاب فرمان هدایت در محور های y  و z بدنی در دو حالت مختف هدایتی در برد نامی………… 92

شکل ‏5‑7) ماکزیمم فرمان رادر و الواتور اتوپایلوت در دو حالت مختف هدایتی در برد نامی…………………………………. 93

شکل ‏5‑8) سرعت برخورد به زمین و خطای اصابت پرتابه در دو حالت مختف هدایتی در برد نامی……………………… 94

 

فهرست جدول­ها

جدول ‏2‑1) خلاصه علائم پرتابه. 11

جدول ‏2‑2) اطلاعات مهم پرتابه GMLRS. 25

جدول ‏3‑1) توابع خطي ضرايب در حالت كلي.. 26

جدول ‏2‑4) ضرايب آئروديناميك پرتابه نمونه بعد از زمان سوزش سوخت[6] 27

جدول ‏3‑1) نقاط كاري انتخاب شده 31

جدول ‏3‑2)توابع تبدیل نقاط كاري انتخاب شده 32

جدول ‏3‑3) ضرايب كنترل کننده در نقاط کار 44

جدول ‏3‑4) معيارهاي عملكردي در نقاط كاري.. 45

جدول ‏3‑5) حاشيه پايداري و فركانس هاي عبور بهره و فاز در نقاط كاري.. 47

جدول ‏4‑1)مزایا ومعایب انواع سیستم های ناوبری اینرسی.. 53

جدول ‏5‑1)جدول ضرایب هدایت برای برد درگیری نامی.. 89