导弹姿态控制系统的原理

Answer 1

飞行中弹道导弹的姿态控制详解<!--

导弹姿态运动通常依赖于三个基本姿态角（滚动、偏航和俯仰<!--），以及它们的变化率。姿态控制系统通常由三个独立通道构成，每个通道负责稳定和控制导弹的特定姿态。每个通道的核心组件包括：

敏感装置<!--: 用于测量导弹姿态变化，如位置陀螺仪、惯性平台和速率陀螺仪等。位置陀螺仪利用二自由度陀螺仪的稳定性提供姿态角基准，通过角度传感器输出与姿态偏差成比例的电信号。惯性平台通过弹体相对于平台的转动产生姿态角信号。速率陀螺仪则利用单自由度陀螺仪测量角速率，转换为姿态角变化信号。部分导弹采用加速度计作为额外的敏感装置，以减小弹体载荷和质心偏移的影响。
变换放大装置<!--: 对姿态信号和制导指令信号进行运算、校正和放大，输出控制信号。姿态控制方式可分为模拟式和数字式：模拟式通过校正网络和放大器处理连续物理信号，而数字式则通过弹上计算机进行处理，控制计算装置即为其一部分。
执行机构<!--（伺服机构），如电动、气动或液压，将电信号转化为机械动作。通过驱动舵面或摆动发动机产生控制力矩，以稳定导弹飞行姿态。舵面气动控制利用空气舵产生气动力矩，适用于大气层内；推力向量控制通过调整推力方向，如燃气舵、液体喷射等，在大气层内外均可用，但需在发动机工作状态下进行。

整个控制系统包括敏感装置、变换放大装置和执行机构，它们与导弹本体（控制对象）共同构成闭环回路。大型导弹通常采用多回路控制，如姿态角、姿态角速度和线加速度的控制，以实现精确的飞行稳定性。当制导指令为零时，导弹在干扰力矩影响下姿态变化，敏感装置捕获信号，通过闭环负反馈产生相平衡的控制力矩，干扰消除后控制力矩消失，姿态保持稳定。当有制导指令时，闭环回路将产生控制力矩，引导导弹执行指定姿态，实现精确操控。