自尋的導(dǎo)彈總體方案設(shè)計(jì)及彈道優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-06-10 23:54
自尋的導(dǎo)彈以其“發(fā)射后不管”的特點(diǎn)正成為世界各國(guó)爭(zhēng)相研制的對(duì)象。作為戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈大家族中的一員,自尋的導(dǎo)彈總體方案設(shè)計(jì)涉及氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力、控制以及彈道等眾多學(xué)科。選取現(xiàn)有導(dǎo)彈為基準(zhǔn)彈,確定自尋的導(dǎo)彈初始設(shè)計(jì)方案,然后應(yīng)用多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行總體方案優(yōu)化,可以快速地獲得一套使自尋的導(dǎo)彈綜合性能最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。此外,彈道學(xué)科是自尋的導(dǎo)彈最為關(guān)鍵的學(xué)科之一,彈道設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接決定了導(dǎo)彈的實(shí)際作戰(zhàn)能力。因此,在完成總體方案優(yōu)化設(shè)計(jì)后,有必要開展自尋的導(dǎo)彈的彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文以自尋的導(dǎo)彈為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究導(dǎo)彈多學(xué)科建模技術(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化方法、導(dǎo)彈總體方案設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)以及彈道優(yōu)化技術(shù)。以PAM彈為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)彈,完成了自尋的導(dǎo)彈的總體方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,考慮自尋的導(dǎo)彈的成像能力與前向打擊能力,采用Gauss偽譜法開展了基于SAR(Synthetic Aperture Radar)成像的末制導(dǎo)段彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括:(1)從自尋的導(dǎo)彈發(fā)展概況、導(dǎo)彈多學(xué)科建模技術(shù)、導(dǎo)彈總體方案設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)以及彈道優(yōu)化技術(shù)四個(gè)方面,進(jìn)行了較為全面的文獻(xiàn)綜述,掌握了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。(2)針對(duì)自尋的...
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:125 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 自尋的導(dǎo)彈發(fā)展綜述
1.3 導(dǎo)彈多學(xué)科建模技術(shù)綜述
1.3.1 氣動(dòng)學(xué)科
1.3.2 動(dòng)力系統(tǒng)學(xué)科
1.3.3 結(jié)構(gòu)學(xué)科
1.3.4 制導(dǎo)控制學(xué)科
1.3.5 彈道學(xué)科
1.4 導(dǎo)彈多學(xué)科優(yōu)化技術(shù)綜述
1.4.1 多學(xué)科優(yōu)化策略研究現(xiàn)狀
1.4.2 多學(xué)科優(yōu)化策略應(yīng)用現(xiàn)狀
1.5 彈道優(yōu)化的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
1.5.1 早期最優(yōu)控制問題求解方法
1.5.2 基于間接法的最優(yōu)控制求解方法
1.5.3 基于直接法的最優(yōu)控制求解方法
1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 自尋的導(dǎo)彈多學(xué)科建模技術(shù)研究
2.1 引言
2.2 氣動(dòng)學(xué)科
2.2.1 基于DAT COM的氣動(dòng)學(xué)科建模方法
2.2.2 算例分析
2.3 動(dòng)力系統(tǒng)學(xué)科
2.3.1 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的初步設(shè)計(jì)
2.3.2 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零維內(nèi)彈道仿真
2.3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)物理屬性
2.3.4 設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例
2.4 結(jié)構(gòu)學(xué)科
2.4.1 結(jié)構(gòu)布局的基本要求
2.4.2 導(dǎo)彈質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算
2.5 制導(dǎo)控制學(xué)科
2.5.1 自動(dòng)駕駛儀回路設(shè)計(jì)
2.5.2 制導(dǎo)外回路設(shè)計(jì)
2.6 彈道學(xué)科
2.6.1 坐標(biāo)系定義
2.6.2 六自由度運(yùn)動(dòng)方程組
2.6.3 導(dǎo)引頭視線旋轉(zhuǎn)角速度模型
2.7 小結(jié)
第3章 多目標(biāo)優(yōu)化方法研究
3.1 引言
3.2 多目標(biāo)優(yōu)化問題
3.3 基于加權(quán)系數(shù)法的多目標(biāo)優(yōu)化方法
3.4 基于物理規(guī)劃的多目標(biāo)優(yōu)化方法
3.5 NSGA-II多目標(biāo)進(jìn)化算法
3.6 算例分析
3.7 小結(jié)
第4章 自尋的導(dǎo)彈總體方案設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 自尋的導(dǎo)彈總體方案初始設(shè)計(jì)
4.2.1 PAM彈簡(jiǎn)介
4.2.2 方案要點(diǎn)
4.2.3 速度方案
4.2.4 彈道方案
4.2.5 氣動(dòng)布局方案
4.2.6 動(dòng)力系統(tǒng)方案
4.2.7 結(jié)構(gòu)布局方案
4.2.8 制導(dǎo)控制系統(tǒng)方案
4.3 自尋的導(dǎo)彈總體方案驗(yàn)證
4.3.1 全彈道仿真驗(yàn)證
4.3.2 基于蒙特卡洛的圓概率誤差驗(yàn)證
4.4 小結(jié)
第5章 自尋的導(dǎo)彈總體方案優(yōu)化
5.1 引言
5.2 優(yōu)化問題描述
5.3 代理模型簡(jiǎn)介
5.4 自尋的導(dǎo)彈總體方案優(yōu)化流程
5.4.1 基于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的數(shù)據(jù)流梳理
5.4.2 基于SRBF-PP策略的優(yōu)化流程
5.5 優(yōu)化結(jié)果分析
5.6 小結(jié)
第6章 基于Gauss偽譜法的末制導(dǎo)段彈道優(yōu)化
6.1 引言
6.2 Gauss偽譜法理論基礎(chǔ)
6.2.1 Gauss偽譜法基本原理
6.2.2 時(shí)域變換
6.2.3 全局插值多項(xiàng)式近似控制變量與狀態(tài)變量
6.2.4 離散條件下的終端狀態(tài)約束
6.2.5 動(dòng)力學(xué)方程約束轉(zhuǎn)換為代數(shù)約束
6.2.6 基于Gauss積分的近似性能指標(biāo)函數(shù)
6.3 末制導(dǎo)成像段彈道優(yōu)化問題描述
6.3.1 方位分辨率與波束駐留時(shí)間關(guān)系建模
6.3.2 彈道優(yōu)化問題建模
6.4 GPOPS-II的求解流程及參數(shù)設(shè)置
6.5 優(yōu)化結(jié)果與分析
6.6 小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
6.1 論文主要工作
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果清單
致謝
本文編號(hào):3223364
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:125 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 自尋的導(dǎo)彈發(fā)展綜述
1.3 導(dǎo)彈多學(xué)科建模技術(shù)綜述
1.3.1 氣動(dòng)學(xué)科
1.3.2 動(dòng)力系統(tǒng)學(xué)科
1.3.3 結(jié)構(gòu)學(xué)科
1.3.4 制導(dǎo)控制學(xué)科
1.3.5 彈道學(xué)科
1.4 導(dǎo)彈多學(xué)科優(yōu)化技術(shù)綜述
1.4.1 多學(xué)科優(yōu)化策略研究現(xiàn)狀
1.4.2 多學(xué)科優(yōu)化策略應(yīng)用現(xiàn)狀
1.5 彈道優(yōu)化的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
1.5.1 早期最優(yōu)控制問題求解方法
1.5.2 基于間接法的最優(yōu)控制求解方法
1.5.3 基于直接法的最優(yōu)控制求解方法
1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 自尋的導(dǎo)彈多學(xué)科建模技術(shù)研究
2.1 引言
2.2 氣動(dòng)學(xué)科
2.2.1 基于DAT COM的氣動(dòng)學(xué)科建模方法
2.2.2 算例分析
2.3 動(dòng)力系統(tǒng)學(xué)科
2.3.1 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的初步設(shè)計(jì)
2.3.2 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零維內(nèi)彈道仿真
2.3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)物理屬性
2.3.4 設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例
2.4 結(jié)構(gòu)學(xué)科
2.4.1 結(jié)構(gòu)布局的基本要求
2.4.2 導(dǎo)彈質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算
2.5 制導(dǎo)控制學(xué)科
2.5.1 自動(dòng)駕駛儀回路設(shè)計(jì)
2.5.2 制導(dǎo)外回路設(shè)計(jì)
2.6 彈道學(xué)科
2.6.1 坐標(biāo)系定義
2.6.2 六自由度運(yùn)動(dòng)方程組
2.6.3 導(dǎo)引頭視線旋轉(zhuǎn)角速度模型
2.7 小結(jié)
第3章 多目標(biāo)優(yōu)化方法研究
3.1 引言
3.2 多目標(biāo)優(yōu)化問題
3.3 基于加權(quán)系數(shù)法的多目標(biāo)優(yōu)化方法
3.4 基于物理規(guī)劃的多目標(biāo)優(yōu)化方法
3.5 NSGA-II多目標(biāo)進(jìn)化算法
3.6 算例分析
3.7 小結(jié)
第4章 自尋的導(dǎo)彈總體方案設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 自尋的導(dǎo)彈總體方案初始設(shè)計(jì)
4.2.1 PAM彈簡(jiǎn)介
4.2.2 方案要點(diǎn)
4.2.3 速度方案
4.2.4 彈道方案
4.2.5 氣動(dòng)布局方案
4.2.6 動(dòng)力系統(tǒng)方案
4.2.7 結(jié)構(gòu)布局方案
4.2.8 制導(dǎo)控制系統(tǒng)方案
4.3 自尋的導(dǎo)彈總體方案驗(yàn)證
4.3.1 全彈道仿真驗(yàn)證
4.3.2 基于蒙特卡洛的圓概率誤差驗(yàn)證
4.4 小結(jié)
第5章 自尋的導(dǎo)彈總體方案優(yōu)化
5.1 引言
5.2 優(yōu)化問題描述
5.3 代理模型簡(jiǎn)介
5.4 自尋的導(dǎo)彈總體方案優(yōu)化流程
5.4.1 基于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣的數(shù)據(jù)流梳理
5.4.2 基于SRBF-PP策略的優(yōu)化流程
5.5 優(yōu)化結(jié)果分析
5.6 小結(jié)
第6章 基于Gauss偽譜法的末制導(dǎo)段彈道優(yōu)化
6.1 引言
6.2 Gauss偽譜法理論基礎(chǔ)
6.2.1 Gauss偽譜法基本原理
6.2.2 時(shí)域變換
6.2.3 全局插值多項(xiàng)式近似控制變量與狀態(tài)變量
6.2.4 離散條件下的終端狀態(tài)約束
6.2.5 動(dòng)力學(xué)方程約束轉(zhuǎn)換為代數(shù)約束
6.2.6 基于Gauss積分的近似性能指標(biāo)函數(shù)
6.3 末制導(dǎo)成像段彈道優(yōu)化問題描述
6.3.1 方位分辨率與波束駐留時(shí)間關(guān)系建模
6.3.2 彈道優(yōu)化問題建模
6.4 GPOPS-II的求解流程及參數(shù)設(shè)置
6.5 優(yōu)化結(jié)果與分析
6.6 小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
6.1 論文主要工作
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果清單
致謝
本文編號(hào):3223364
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