彈道規(guī)劃問(wèn)題作為實(shí)際工程問(wèn)題,既涉及到相關(guān)算法,又涉及到硬件實(shí)現(xiàn)。在算法方面,彈道飛行時(shí),受到的外部影響較多,一般難以事先獲得有效的全局信息,因此導(dǎo)彈必須在飛行過(guò)程中根據(jù)實(shí)時(shí)信息調(diào)整自己的彈道,這就要求彈道規(guī)劃算法要有很快的計(jì)算速度和較高的計(jì)算精度。傳統(tǒng)的直接法運(yùn)算速度快但精度低,而間接法精度高但計(jì)算速度慢,為了適應(yīng)要求,必須采用改進(jìn)的高效算法。在硬件方面,DSP是常見(jiàn)的數(shù)字信號(hào)處理芯片,在數(shù)據(jù)運(yùn)算方面有著巨大優(yōu)勢(shì),而FPGA則用于邏輯及控制,DSP和FPGA的框架可以綜合二者的優(yōu)點(diǎn),是硬件設(shè)計(jì)中有效的手段。針對(duì)計(jì)算時(shí)間要求較為嚴(yán)格的彈道規(guī)劃問(wèn)題,TMS320C6678由于其強(qiáng)大的計(jì)算能力有著一定的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需求,本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了彈道規(guī)劃硬件平臺(tái),主要完成了以下工作:首先,討論了彈道規(guī)劃的基礎(chǔ)理論。根據(jù)相關(guān)坐標(biāo)系及導(dǎo)彈飛行過(guò)程的受力分析,建立了導(dǎo)彈飛行的數(shù)學(xué)模型,列出了詳細(xì)的導(dǎo)彈力學(xué)方程;討論了彈道規(guī)劃問(wèn)題的一般解法,指出了其與最優(yōu)控制問(wèn)題的轉(zhuǎn)換過(guò)程;介紹了最優(yōu)控制問(wèn)題求解方法,包括直接法和間接法,并對(duì)課題采用的直接法中的高斯偽譜法作了詳細(xì)論述和Matlab仿真,驗(yàn)證了算法的性能... 

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 彈道規(guī)劃的發(fā)展過(guò)程及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 變分法、極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論
        1.2.2 間接法和直接法的興起與發(fā)展
        1.2.3 偽譜法的出現(xiàn)與發(fā)展
    1.3 課題主要內(nèi)容及論文安排
第2章 彈道基礎(chǔ)建模及規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)換
    2.1 常用坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換
        2.1.1 常用坐標(biāo)系定義
        2.1.2 坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
    2.2 導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程組
        2.2.1 導(dǎo)彈質(zhì)心運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程
        2.2.2 導(dǎo)彈質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程
        2.2.3 導(dǎo)彈質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.2.4 導(dǎo)彈繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.2.5 質(zhì)量變化方程
        2.2.6 控制關(guān)系方程
        2.2.7 一般彈道方程組
    2.3 彈道規(guī)劃問(wèn)題描述
    2.4 本章小結(jié)
第3章 高斯偽譜法求解彈道規(guī)劃問(wèn)題
    3.1 最優(yōu)控制問(wèn)題的數(shù)值算法
        3.1.1 間接法
        3.1.2 直接法
    3.2 高斯偽譜法求解最優(yōu)控制問(wèn)題過(guò)程
        3.2.1 偽譜法
        3.2.2 高斯偽譜法基本原理
        3.2.3 數(shù)值近似及問(wèn)題轉(zhuǎn)化流程
    3.3 仿真分析
        3.3.1 仿真問(wèn)題設(shè)計(jì)
        3.3.2 仿真流程
        3.3.3 仿真結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
        4.1.1 彈道規(guī)劃硬件系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
        4.1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 系統(tǒng)主要芯片選擇
        4.2.1 DSP芯片
        4.2.2 FPGA芯片
    4.3 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 DSP時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)
        4.3.2 電源電路設(shè)計(jì)
        4.3.3 DSP外圍電路設(shè)計(jì)
        4.3.4 串口設(shè)計(jì)
        4.3.5 1553B模塊設(shè)計(jì)
        4.3.6 FPGA 配置電路
        4.3.7 SPI 模塊
    4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)測(cè)試
    5.1 算法仿真測(cè)試
        5.1.1 高斯偽譜法的適用范圍
        5.1.2 末端速度與末端高度的關(guān)系
        5.1.3 末端速度與末端傾角的關(guān)系
    5.2 硬件系統(tǒng)測(cè)試
        5.2.1 基礎(chǔ)硬件測(cè)試
        5.2.2 上位機(jī)軟件測(cè)試
        5.2.3 規(guī)劃算法程序測(cè)試
        5.2.4 IPC多核測(cè)試
    5.3系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于高斯偽譜法的彈道優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張洪倩.南京理工大學(xué) 2014
[4]基于多核DSP TMS320C6678的FMCW SAR成像[D]. 樊超.西安電子科技大學(xué) 2013
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[7]線性二次型最優(yōu)控制問(wèn)題的研究[D]. 張鋒.天津大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3713943