第２０卷 第２期 海 军 航 空 工 程 学 院 学 报
２００５年 ３月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＮＡＶＡＬ ＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
Ｖｂ１．２０ ＮＯ．２
Ｍ ａｒ．２００５
基于 Ｍａｔｌａｂ的导弹飞行动力学仿真模型库设计
１ 概 述
吴媛 媛 ０，吴进 华 ，唐 静 ０
（１．海军航空工程学院研究生管理大队；２．海军航空工程学院控制工程系，烟台，２６４００１）
摘 要 ：介绍了仿真的技术及导弹飞行力学的相关理论 、Ｍａｔｌａｂ软件及其部分工具箱 （ＲＴｗ、
Ｓｉｍｕｌｉｎｋ等 ）的使用方法 ，通过 Ｅｕｌｅｒ角、四元数等方法说明了导弹飞行力学各方程中变量的关
系及其意义，结合具体要求设计了基于 Ｍａｔｌａｂ的某型导弹飞行动力学仿真模型库。
关键词 ：飞行动力学 ；仿真模型库 ；Ｅｕｌｅｒ角；四元数
中图分类 号：ＴＰ３９１．９ 文献标识码 ：Ａ
长期 以来 ，仿真领域的研究重点是放在仿真模型
的建立这 一环节 上 ，即在系统模 型建立以后 ，要设计
一
种算法 ，以使系统模型等为计算机所接受 ，然后再
将其编译成计算机程序 ，并在计算机上运行 ，因此就
产生了各种仿真算法和仿真软件。
在军用仿真特别是在航空武器系统仿真方面 ，对
某型武器系统每次仿真时 ，我们往往都对它的模型进
行不断修改使之更加符合实际要求。对每次的修改经
常 由于各种原 因没有保存在案 ，因此在下次仿真时又
重新对模 型进行效验 ，浪费了大量 的时间和 财力物力 。
如果 在对武器系统仿真 时采用 建立仿真模 型库的方
法 ，将 建立 的模 型进行验 证 、修改 和效验得 到完善 的
仿真模型 ，然后将其封装成应用模块 ，建立系统型号
的仿真模型库 ，供科研 院所 、试验单位作仿真使用。
这样 既提高了装 备技术参数的保密性 ，也提高了仿真
的易用性 ，缩短了开发仿真程序的周期 ，提高仿真系
统 的可靠 性。
器的气动特性 、控制系统特性 、推进系统特性 、结构
特性和环境特性 的条件下的运动学和动力学 。
２．２ 导弹飞行 力学研究方法
研究导 弹飞行力学 的一般方法是理论与实践相结
合的方法 ，先应用现有 的知识 ，将研究的导弹状态和
过程用数学模型的方式加以表达 ，可 以是代数方程 、
微分 方程或统计数学方 程。一 般来说 ，要十分完整和
精确地用数学方程来描述研究大系统的过程是办不到
的 ，通常都带有一定程度的简化处理 ，以能满足实际
设计 工作 的需要为准 。
飞行器 的空间运动方程 组大致是由刚体空间六 自
由度运动 方程 、几何关系方程 、变 质量方 程 、制 导方
程和控制方程组成。每种飞行器还可以根据不 同飞行
状态 和研究不 同参数要求 ，建立补充方 程 ，使 建立起
来 的方 程 中的未 知参数与建立的方 程数相等 ，在给定
参数的初始条件后 ，用数值积分法求解方程组 ，求得
各参数值及其变化规律 ，对部分参数可建立模型进行
寻优和确定其边界值 ，为设计提供依据 。
２导弹飞行动力学 的定义和研究内容 ３ Ｍａｔｌａｂ仿真模型库设计
２．１导弹飞行动 力学的定义 ３．１建立仿真 模型的仿真模块
导弹飞 行动力学 是研究导弹在飞 行过程中在各种
力 的作用 下运动规律 的一门科 学。导弹是属于无 人驾
驶 的有控飞行器 ，为了完成飞行任务的要求 ，就需要
按照 一定的控 制规律 改变飞行器 的运动方 向和速度。
因此 ，研 究导弹作 为飞行 器的飞行力学是 在考虑飞行
收 稿 日期 ：２００４．０９．２７
作者简 介 ：吴媛 媛 （１９８１一），女 ，硕士 生
模块是 在 Ｍａｔｌａｂ中建模 的基本元素 ，用 ＳｉｍｕｌｉｎｋＩ
建立仿真系统就是选用合适的模块 ，并用合适的方法
连接模块 。在 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ里 ，模块 的基本信息可 以通过
模块 数据提示来显示 ，Ｓｉｍｕｌｉｎｋ还 允许 白定 义数据提
示信息的显示内容。
维普资讯 http://www.cqvip.com
评论0