【摘要】：現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,戰(zhàn)斗機(jī)通過(guò)攜帶機(jī)載武器從而完成各種各樣的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)。對(duì)機(jī)載導(dǎo)彈分離過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究,確保分離過(guò)程的安全性,一直以來(lái)都是世界各國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)。現(xiàn)有的研究手段主要是基于嵌套CFD數(shù)值計(jì)算的分離軌跡仿真或者通過(guò)風(fēng)洞進(jìn)行試驗(yàn),成本高,耗時(shí)長(zhǎng)。一個(gè)參數(shù)化的氣動(dòng)模型可以直觀地表達(dá)各影響因素對(duì)于氣動(dòng)力(力矩)的影響形式,便于工程人員對(duì)分離過(guò)程進(jìn)行理解和設(shè)計(jì),同時(shí),也有利于氣動(dòng)力(力矩)的敏感度研究、大量的分離軌跡仿真、分離軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)和分離過(guò)程的控制器設(shè)計(jì)。然而,機(jī)載導(dǎo)彈分離過(guò)程中,載機(jī)對(duì)導(dǎo)彈的氣動(dòng)干擾效應(yīng)十分復(fù)雜,導(dǎo)彈的氣動(dòng)力(力矩)模型也不再是均勻流場(chǎng)中簡(jiǎn)單的線性化模型,因此,如何構(gòu)建一個(gè)滿足所需精度同時(shí)又精簡(jiǎn)的導(dǎo)彈氣動(dòng)參數(shù)化模型是一個(gè)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文主要論述了分離過(guò)程中導(dǎo)彈氣動(dòng)參數(shù)化建模的方法,并基于此參數(shù)化模型,構(gòu)建了分離軌跡優(yōu)化的最優(yōu)控制問(wèn)題,采用高斯偽譜法求解了最優(yōu)分離軌跡。主要內(nèi)容如下:1.基于擾動(dòng)疊加的建模思想,將分離過(guò)程中導(dǎo)彈的氣動(dòng)模型視為“均勻流模型+擾動(dòng)模型”,采用多元正交函數(shù)最小二乘法對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸建模,給出了均勻流模型與擾動(dòng)模型的具體表達(dá)形式。基于回歸模型的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),提出了擾動(dòng)模型結(jié)構(gòu)的選取策略。針對(duì)擾動(dòng)模型的邊界條件與波動(dòng)規(guī)律,提出了變系數(shù)的多項(xiàng)式模型,并通過(guò)混合優(yōu)化算法完成了擾動(dòng)模型中的參數(shù)估計(jì)。2.詳細(xì)介紹了參數(shù)化建模中的核心算法—多元正交函數(shù)最小二乘法,并通過(guò)實(shí)際數(shù)值算例說(shuō)明了該方法相對(duì)于一般多項(xiàng)式回歸方法的優(yōu)點(diǎn):快速自主地辨識(shí)模型結(jié)構(gòu),有效地避免參數(shù)估計(jì)中的矩陣“病態(tài)”問(wèn)題。給出了多元線性回歸模型的統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)方法。3.采用全析因方法設(shè)計(jì)了試驗(yàn)樣本點(diǎn),基于得到的CFD數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建了分離過(guò)程中導(dǎo)彈縱向面內(nèi)的氣動(dòng)參數(shù)化模型,通過(guò)與建模數(shù)據(jù)和CTS風(fēng)洞數(shù)據(jù)的對(duì)比,驗(yàn)證了建模方法的正確性。基于參數(shù)化氣動(dòng)模型進(jìn)行了無(wú)控情況下的分離軌跡仿真,選取適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)函數(shù)與約束條件,構(gòu)建了導(dǎo)彈縱向平面內(nèi)分離軌跡優(yōu)化問(wèn)題,并通過(guò)直接打靶法與高斯偽譜法求解得到了最優(yōu)開(kāi)環(huán)控制規(guī)律和最優(yōu)分離軌跡。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TJ762.2
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本文編號(hào)：2674253