彈道優(yōu)化是在滿足一定的約束條件下設計一條或是一組彈道使某些性能達到最優(yōu)化的過程。導彈在飛行過程中的速度是其關(guān)鍵的狀態(tài)參數(shù),良好的速度特性對于導彈自身狀態(tài)和戰(zhàn)術(shù)目標的實現(xiàn)具有重要的意義。尤其是涉及到對彈體的突防能力、彈體所受動壓以及對彈體速度本身有一些特別要求的彈道優(yōu)化問題。彈體速度還關(guān)系到彈體結(jié)構(gòu)荷載、實際過載以及穩(wěn)定性等諸多方面。因此,論文以導彈的速度作為彈道優(yōu)化的重要參數(shù)著重進行優(yōu)化。 彈道優(yōu)化問題就其數(shù)學本質(zhì)可以看作是由彈體微分方程,相關(guān)約束條件和性能指標構(gòu)成的最優(yōu)控制問題。論文闡述了彈道優(yōu)化問題的研究現(xiàn)狀,就求解最優(yōu)控制問題的常用思路和各種應用方法做了介紹。文章對比了間接法和直接法求解彈道優(yōu)化問題即最優(yōu)控制問題的原理和特點,闡述了它們各自的優(yōu)缺點。同時,進一步細分并介紹了兩種方法包含的各種子方法。同時,以具體的例子說明了間接法求解最優(yōu)控制問題的一般步驟,也說明了該方法存在的對協(xié)調(diào)變量初值估計敏感的不足之處。文章還相較于其他直接方法闡述了偽譜法在求解最優(yōu)控制問題中的優(yōu)勢和特點,并比較了常見的偽譜方法,最終得出高斯偽譜法在彈道優(yōu)化領(lǐng)域的諸多優(yōu)勢,論文詳細闡述了高斯偽譜法求解問題的基...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題研究的背景與意義
    1.3 彈道優(yōu)化問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展過程
        1.3.1 變分法、極小值原理提出和發(fā)展
        1.3.2 間接法的興起與發(fā)展
        1.3.3 直接法的復興
    1.4 論文的主要結(jié)構(gòu)安排
2 最優(yōu)控制問題數(shù)值求解方法
    2.1 最優(yōu)控制問題的描述
    2.2 間接法
    2.3 直接法
        2.3.1 離散并參數(shù)化問題
        2.3.2 求解非線性規(guī)劃問題
        2.3.3 直接法和偽譜法的特點
    2.4 本章小結(jié)
3 彈道優(yōu)化問題及其間接法求解
    3.1 彈道模型描述
        3.1.1 縱向質(zhì)心運動模型
        3.1.2 縱向質(zhì)心運動和繞質(zhì)心運動模型
    3.2 彈道優(yōu)化問題設計
    3.3 間接法求解最優(yōu)控制問題
    3.4 兩點邊值問題(TPBVP)及其解法
    3.5 本章小結(jié)
4 高斯偽譜法
    4.1 偽譜法
    4.2 高斯偽譜法
        4.2.1 高斯偽譜法的配點及基函數(shù)
        4.2.2 數(shù)值逼近
    4.3 高斯偽譜法求解最優(yōu)控制問題的一般步驟
    4.4 高斯偽譜離散化問題與原最優(yōu)控制問題的關(guān)系
    4.5 高斯偽譜法與其他偽譜方法的比較
    4.6 本章小結(jié)
5 高斯偽譜法求解彈道優(yōu)化問題
    5.1 GPOPS-Ⅱ軟件
        5.1.1 GPOPS-Ⅱ軟件特點和架構(gòu)
        5.1.2 hp-自適應偽譜法
    5.2 高斯偽譜法在彈道優(yōu)化的實際應用
    5.3 應用高斯偽譜法彈道優(yōu)化結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 優(yōu)化彈道的實現(xiàn)仿真
    6.1 仿真彈道的制導控制系統(tǒng)
        6.1.1 導彈的制導系統(tǒng)
        6.1.2 導彈的控制系統(tǒng)
    6.2 最優(yōu)控制量逼近法
    6.3 彈道位置逼近法
    6.4 過載逼近法
    6.5 仿真實驗結(jié)果分析
    6.6 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3822781