《表1 多管火箭部分物理参数》

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《多管火箭发射动力学建模与PID主动控制》

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本节对多管火箭弹炮一体化动力学模型进行数值仿真研究，分析其在无控和受控下的动力学特性。仿真过程中，使用四阶定步长龙格库塔数值积分方法求解弹炮一体化动力学方程。仿真时间步长为1×10-4 s，多管火箭射击间隔为1s。为了模拟多管火箭实际发射过程的随机性，结合蒙特卡洛随机仿真原理，考虑了火箭弹质量、弹炮间隙、质量偏心、推力偏心、动不平衡、推进剂质量等随机因素。将建立的仿真系统分别用于无控和PID控制下的某新型多管火箭满管齐射的工况研究。某新型多管火箭部分物理参数如表1所示，值得一提的是在多管火箭连射过程中，随着火箭弹数量的减少，俯仰机构的质心位置、质量以及转动惯量都会发生变化，表中只给出了满载情况下俯仰机构的参数。将PID控制参数Kp，Ki，Kd引入到多管火箭炮系统，相当于起到调节系统刚度和阻尼的作用。通过遗传优化算法可得到PID控制参数的最优值，结果如表2所示，该最优值恰好可以调节系统刚度和阻尼参数，使得系统控制误差最小。图6给出了射角为19.8°，射向为0°时无控和PID控制多管火箭18发连射的仿真结果。图7给出了射角为45°，射向为60°时无控和PID控制多管火箭18发连射的仿真结果。表3给出了射角为45°，射向为60°时多管火箭18发连射落点密集度仿真结果。