地地彈道導彈軌跡優(yōu)化設(shè)計研究
發(fā)布時間:2023-06-04 21:37
歷來多次國際戰(zhàn)爭中經(jīng)?吹降氐貜椀缹椀纳碛。因其威力大、射程遠和高精度等特點,自問世以來受到世界各國的高度重視。地地彈道導彈的軌跡是在發(fā)射前確定的,因此對其軌跡的優(yōu)化設(shè)計與仿真工作是導彈總體設(shè)計中非常重要的環(huán)節(jié),它直接影響著導彈是否能正常發(fā)揮其飛行性能。 本文針對地地導彈的任務(wù)要求,對地地導彈的軌跡優(yōu)化設(shè)計工作展開了深入研究。主要工作包括: 首先,分析研究地地導彈飛行軌跡的特點及其運動規(guī)律,分主動段、自由飛行段和再入段建立導彈的運動微分方程,并分析影響導彈彈道的主要參數(shù),建立飛行控制程序和導彈的多目標優(yōu)化模型,包括坐標轉(zhuǎn)換模塊、標準大氣模塊、地球引力模塊、導彈特性(包括一級、二級及三級發(fā)動機及彈頭)及飛行控制程序等。該導彈系統(tǒng)模型用于對該地地導彈進行性能優(yōu)化和大系統(tǒng)飛行仿真與分析使用。 然后,針對地地導彈多目標優(yōu)化問題,研究了導彈彈道系統(tǒng)優(yōu)化與仿真算法。首先利用加權(quán)和法將多目標優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化問題,然后通過選用導彈飛行程序角的幾個隨飛行時間變化的動態(tài)參數(shù),將動態(tài)參數(shù)軌跡優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化成靜態(tài)參數(shù)優(yōu)化問題求解。針對遺傳算法優(yōu)化中收斂較慢的問題,研究了一種可快速收斂的改進遺傳算法并編...
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題背景及研究目的和意義
1.2 地地彈道導彈介紹
1.2.1 地地導彈的特點
1.2.2 地地導彈的分類
1.2.3 地地導彈的組成結(jié)構(gòu)
1.3 導彈軌跡優(yōu)化數(shù)值算法概述
1.3.1 軌跡優(yōu)化問題的轉(zhuǎn)化
1.3.2 參數(shù)優(yōu)化方法介紹
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 地地導彈國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.2 軌跡優(yōu)化算法研究進展
1.5 本文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 彈道導彈運動學與動力學建模
2.1 坐標系及其轉(zhuǎn)換
2.1.1 坐標系的定義
2.1.2 坐標系間的關(guān)系及其轉(zhuǎn)換矩陣
2.2 地球引力模型
2.3 大氣模型
2.4 地地彈道導彈所受的力和力矩
2.4.1 導彈所受的力
2.4.2 導彈所受的力矩
2.5 地地導彈的運動學與動力學方程組
2.5.1 主動段運動方程組
2.5.2 自由段運動方程組
2.5.3 再入段運動方程組
2.6 本章小結(jié)
第三章 地地彈道導彈彈道優(yōu)化模型
3.1 轉(zhuǎn)化為參數(shù)優(yōu)化
3.2 彈道設(shè)計的主要參數(shù)
3.3 導彈飛行方案設(shè)計
3.3.1 主動段
3.3.2 被動段
3.4 地地導彈多目標軌跡優(yōu)化設(shè)計模型
3.4.1 目標函數(shù)選擇
3.4.2 優(yōu)化變量
3.4.3 約束函數(shù)
3.4.4 優(yōu)化模型
3.5 參數(shù)優(yōu)化算法—改進遺傳算法
3.5.1 遺傳算法介紹
3.5.2 改進遺傳算法
3.6 本章小結(jié)
第四章 地地導彈優(yōu)化算例
4.1 近程地地彈道導彈
4.1.1 導彈相關(guān)數(shù)據(jù)
4.1.2 算例仿真舉例
4.1.3 結(jié)果及分析
4.2 中程地地導彈仿真
4.2.1 導彈相關(guān)數(shù)據(jù)
4.2.2 算例仿真舉例
4.2.3 結(jié)果及分析
4.3 洲際地地導彈
4.3.1 導彈相關(guān)數(shù)據(jù)
4.3.2 算例仿真舉例
4.3.3 結(jié)果及分析
4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
本文編號:3831062
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題背景及研究目的和意義
1.2 地地彈道導彈介紹
1.2.1 地地導彈的特點
1.2.2 地地導彈的分類
1.2.3 地地導彈的組成結(jié)構(gòu)
1.3 導彈軌跡優(yōu)化數(shù)值算法概述
1.3.1 軌跡優(yōu)化問題的轉(zhuǎn)化
1.3.2 參數(shù)優(yōu)化方法介紹
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 地地導彈國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.2 軌跡優(yōu)化算法研究進展
1.5 本文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 彈道導彈運動學與動力學建模
2.1 坐標系及其轉(zhuǎn)換
2.1.1 坐標系的定義
2.1.2 坐標系間的關(guān)系及其轉(zhuǎn)換矩陣
2.2 地球引力模型
2.3 大氣模型
2.4 地地彈道導彈所受的力和力矩
2.4.1 導彈所受的力
2.4.2 導彈所受的力矩
2.5 地地導彈的運動學與動力學方程組
2.5.1 主動段運動方程組
2.5.2 自由段運動方程組
2.5.3 再入段運動方程組
2.6 本章小結(jié)
第三章 地地彈道導彈彈道優(yōu)化模型
3.1 轉(zhuǎn)化為參數(shù)優(yōu)化
3.2 彈道設(shè)計的主要參數(shù)
3.3 導彈飛行方案設(shè)計
3.3.1 主動段
3.3.2 被動段
3.4 地地導彈多目標軌跡優(yōu)化設(shè)計模型
3.4.1 目標函數(shù)選擇
3.4.2 優(yōu)化變量
3.4.3 約束函數(shù)
3.4.4 優(yōu)化模型
3.5 參數(shù)優(yōu)化算法—改進遺傳算法
3.5.1 遺傳算法介紹
3.5.2 改進遺傳算法
3.6 本章小結(jié)
第四章 地地導彈優(yōu)化算例
4.1 近程地地彈道導彈
4.1.1 導彈相關(guān)數(shù)據(jù)
4.1.2 算例仿真舉例
4.1.3 結(jié)果及分析
4.2 中程地地導彈仿真
4.2.1 導彈相關(guān)數(shù)據(jù)
4.2.2 算例仿真舉例
4.2.3 結(jié)果及分析
4.3 洲際地地導彈
4.3.1 導彈相關(guān)數(shù)據(jù)
4.3.2 算例仿真舉例
4.3.3 結(jié)果及分析
4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
本文編號:3831062
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