火炮作為國防武裝力量常規(guī)的作戰(zhàn)武器系統(tǒng)中的主要戰(zhàn)斗武器,提高其射擊精度十分重要。隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,如何高效低成本地生產(chǎn)制造高精度的火炮更為重要。通常為了使火炮達(dá)到一定的射擊精度,一般都是反復(fù)優(yōu)化其狀態(tài)參數(shù)使之達(dá)到既定的要求。此過程就會造成計(jì)算量大、生產(chǎn)制造周期長、生產(chǎn)成本高和效率低等問題。因此,引用實(shí)用性強(qiáng)的計(jì)算反求方法,對火炮炮口狀態(tài)參數(shù)誤差進(jìn)行辨識,這將省去了反復(fù)優(yōu)化參數(shù)的過程,減少工作量并降低制造成本,從而為狀態(tài)參數(shù)誤差的準(zhǔn)確獲取提供一條行之有效的解決途徑。本文針對火炮炮口狀態(tài)參數(shù)誤差辨識過程中存在的問題開展了一系列研究應(yīng)用。主要工作如下:(1)構(gòu)建了火炮炮口狀態(tài)參數(shù)誤差辨識的密集度模型。首先介紹了外彈道中常用的坐標(biāo)系及其相互變換,在此基礎(chǔ)上抽取了彈箭的6自由度彈道方程。并且根據(jù)密集度的分類和相應(yīng)表達(dá)式,構(gòu)建了火炮炮口狀態(tài)參數(shù)誤差辨識的密集度模型。(2)應(yīng)用基于二次多項(xiàng)式響應(yīng)面模型的Sobol’全局靈敏度分析方法對火炮射擊精度炮口參數(shù)誤差識別中的參變量進(jìn)行了敏感性分析。該方法是通過Latin采樣技術(shù)獲得樣本,以最小二乘法對其進(jìn)行二次多項(xiàng)式響應(yīng)面擬合,以此二次多項(xiàng)式響應(yīng)面替換原模型進(jìn)行Sobol’法計(jì)算。該方法正確高效地獲得了狀態(tài)參數(shù)的全局靈敏度結(jié)果。據(jù)此剔除了敏感性程度低的狀態(tài)參數(shù),降低了狀態(tài)參數(shù)誤差辨識工作的計(jì)算規(guī)模和計(jì)算量,提高了其計(jì)算效率。(3)應(yīng)用基于降維積分方法的不確定性計(jì)算反求方法對火炮炮口狀態(tài)參數(shù)誤差進(jìn)行了辨識。由于火炮射擊精度狀態(tài)參數(shù)誤差識別問題是非線性程度較高的黑箱問題,并且其計(jì)算求解過程中會涉及到不能或者難以計(jì)算求解的高維次積分。參數(shù)的誤差可由其矩表示。通過該方法可以將原系統(tǒng)模型的矩轉(zhuǎn)換成為多個(gè)單輸入狀態(tài)參量子模型的矩,通過降維分解法對各個(gè)子模型進(jìn)行求矩,獲得原模型的計(jì)算矩。通過使實(shí)測輸出模型和計(jì)算輸出模型的各階矩的誤差為最小值,進(jìn)而構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),而外層利用序列二次規(guī)劃SQP優(yōu)化方法辨識待求輸入變量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。因此,保證了火炮射擊精度要求,提高火炮的設(shè)計(jì)效率,節(jié)約生產(chǎn)制造成本。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ302
【部分圖文】：

圖 2.1 地面坐標(biāo)系(E)、基準(zhǔn)坐標(biāo)系(N)和彈道坐標(biāo)系(V)系 O ( A) ：記為(A),O 軸為彈軸，軸垂直于軸指向上方，平面指向右方，決定彈軸的空間方位。系1 1 1OX Y Z ( B )：記為(B),1OX 為彈軸，而 OY1和 OZ1坐標(biāo)系固旋轉(zhuǎn)。NyNx' 2

算求得彈箭的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和任意時(shí)刻的彈道諸元。其計(jì)算求解的準(zhǔn)確個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確程度，根據(jù)所研究的問題的不同，可以由此方程出發(fā)化和推導(dǎo)能夠得到其他形式的彈箭運(yùn)動(dòng)方程。因此了解清楚彈箭 6 我們后面的火炮狀態(tài)參數(shù)誤差識別十分有幫助。2.4 密集度模型的論述和選擇射擊精度（射擊誤差）：火炮對目標(biāo)命中能力的度量，用目標(biāo)著點(diǎn)的矢徑表示。射擊精度可以分解成射擊準(zhǔn)確度和射擊密集度兩準(zhǔn)確度是散布中心對預(yù)期命中點(diǎn)的偏離程度，瞄準(zhǔn)點(diǎn)到平均彈著點(diǎn)由系統(tǒng)誤差引起；射擊密集度是一組彈丸的炸點(diǎn)相對于射彈散布中統(tǒng)計(jì)度量，用平均彈著點(diǎn)到彈著點(diǎn)的矢徑表示，由隨機(jī)誤差引起。可知，火炮的射擊準(zhǔn)確度被認(rèn)為是系統(tǒng)誤差，通常通過火控系統(tǒng)進(jìn)密集度是有隨機(jī)誤差即彈丸炮口的狀態(tài)參數(shù)誤差所造成的，是可以因此在本文對射擊精度的影響只考慮射擊密集度，如圖 2.4 所示。

1 211 2n nn N C C ： 1 2 ( 3 2 1n n nN 的具體步驟如下，流程如響應(yīng)面模型的階次，進(jìn)而atin 超立方采樣技術(shù)獲取 M 一般是基函數(shù)數(shù)量 N 的樣本點(diǎn)代入到原模型進(jìn)行的相應(yīng)響應(yīng)值 y；求得回歸系數(shù)1 2[ , , a a a
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本文編號：2837624