现代控制理论在航空航天中应用
01111201 贺辉1120120003
现代控制理论研究对象为多输入、多输出系统，线性、定常或时变、离散系统。

解决方法主要是状态空间法（时域方法）。

航空航天技术的迅速发展离不开现代控制理论的不断完善。

比如在实现惯性导航系统的过程中，控制技术起到了至关重要的作用。

平台系统依靠陀螺仪、稳定回路使台体稳定在惯性空间，而捷联系统中惯性仪表采用力反馈回路来实现角速度或加速度等信息的敏感。

在平台系统的初始对准中，通过调平回路和方位对准回路分别实现水平对准和方位对准。

上述过程的实现，都需要通过设计满足各种性能指标的控制器来实现。

目前，随着控制技术的发展，科技工作者对一些新型的控制理论和方法在惯性导航系统中的应用进行了探索，目的是提高惯性导航系统的精度、鲁棒稳定性、可靠性、环境适应性以及满足小型化的需求。

另外，现代控制理论在飞行器轨道优化方面有着重要作用。

飞行器的轨道优化与制导规律研究对飞行器设计至关重要。

随着燃料的大量消耗，空间飞行器的质心、转动惯量都随之发生变化。

飞行器弹道会受到极大的影响，这种情况下用经典理论精确控制几乎是不能满足设计要求的，因此要求控制系统的控制在控制手段上采用现代控制理论及控制技术。

防空导弹的弹道优化与制导规律研究的目的是提高导弹的飞行性能，达到精确、有效地拦截目标。

轨道优化与制导规律研究是根据给定的技术指标，建立飞行器的运动方程, 并选择主要设计参数, 构造传递函数, 运用现代控制理论及数学原理求解最优参数, 形成制导规律与相应的飞行器飞行轨道。

飞行器按照优化的轨道飞行, 可以减轻其飞行质量, 提高飞行速度和可用过载, 缩短飞行时间等。

在设计飞行器的初步方案论证阶段, 为了实现规定的技术指标, 需要预估飞行器的几何尺寸、质量、推力大小和气动外形, 然后进行轨道优化与制导规律设计。

通过轨道优化与制导规律设计不断调整和确定上述各参数, 直到综合确定出合适的方案为止。

因此, 飞行器的轨道优化与制导规律问题将关系到飞行器设计性能的好坏, 关系到能否完成用户所需的技术性能指标要求的问题。

轨道优化与制导规律研究内容很广泛, 它与任务要求有关, 随着不同的要求, 给定不同的性能指标, 其结果和形式就不同。

轨道优化与制导规律研究这两方面的内容是紧密联系在一起的, 特别是防空导弹更是如此。

防空导弹弹道优化涉及制导规律问题, 设计出良好的制导规律势必达到弹道优化设计的目的。

防空导弹的飞行弹道优化问题, 一般可以对一组给定的初始条件和终端条件进行弹道优化, 可以用改变一组参变量求解目标函数, 形成满足预定的边界条件, 并命中目标的最优弹道;可以用改变自变量, 在受附加约束的条件下, 如导弹的质量、推力、气动外形等已确定, 可用过载受限制的条件下, 用改变飞行弹道角的制导规律, 寻求导弹飞行的最大射程,最大平均速度, 最大末速度, 最小燃料消耗量, 最短飞行时间;可以用产生开环控制函数或间断地改变控制参数来优化弹道等各式各样的弹道优化模式防空导弹的制导规律是描述导弹在向目标接近的整个过程中所应遵循的运动规律, 它与目标及导弹的运动参数有关, 它决定导弹的弹道特性及其相应的弹道参数。

导弹按不同的制导规律制导, 飞行的弹道特性和运动参数是不同的。

导弹的制导规律有多种多样, 有的建立在早期经典理论和概念上, 有的建立在现代控制理论和对策理论的基础上。

建立在早期经典理论的概念基础上的制导规律通常称为经典制导规律。

经典制导规律包括三点法, 前置点或半前置点法, 预测命中点法, 速度追踪法, 姿态追踪法, 平行接近法, 比例导引法及其诸多的改进形式的制导规律。

建立在现代控制理论和微
分对策理论基础上的制导规律, 通常称为现代制导规律, 目前主要有线性最优、自适应、微分对策、神经网络等制导规律。