自寻的导弹总体方案设计及弹道优化
发布时间：2021-06-10 23:54
自寻的导弹以其“发射后不管”的特点正成为世界各国争相研制的对象。作为战术导弹大家族中的一员,自寻的导弹总体方案设计涉及气动、结构、动力、控制以及弹道等众多学科。选取现有导弹为基准弹,确定自寻的导弹初始设计方案,然后应用多学科设计优化技术进行总体方案优化,可以快速地获得一套使自寻的导弹综合性能最优的设计方案。此外,弹道学科是自寻的导弹最为关键的学科之一,弹道设计的优劣直接决定了导弹的实际作战能力。因此,在完成总体方案优化设计后,有必要开展自寻的导弹的弹道优化设计。本文以自寻的导弹为研究对象,重点研究导弹多学科建模技术、多目标优化方法、导弹总体方案设计优化技术以及弹道优化技术。以PAM弹为设计基准弹,完成了自寻的导弹的总体方案设计与优化。在此基础上,考虑自寻的导弹的成像能力与前向打击能力,采用Gauss伪谱法开展了基于SAR（Synthetic Aperture Radar）成像的末制导段弹道优化设计。主要内容包括:（1）从自寻的导弹发展概况、导弹多学科建模技术、导弹总体方案设计优化技术以及弹道优化技术四个方面,进行了较为全面的文献综述,掌握了相关领域的技术现状与发展趋势。（2）针对自寻的...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 自寻的导弹发展综述
1.3 导弹多学科建模技术综述
1.3.1 气动学科
1.3.2 动力系统学科
1.3.3 结构学科
1.3.4 制导控制学科
1.3.5 弹道学科
1.4 导弹多学科优化技术综述
1.4.1 多学科优化策略研究现状
1.4.2 多学科优化策略应用现状
1.5 弹道优化的发展历程及研究现状
1.5.1 早期最优控制问题求解方法
1.5.2 基于间接法的最优控制求解方法
1.5.3 基于直接法的最优控制求解方法
1.6 本文主要研究内容
第2章 自寻的导弹多学科建模技术研究
2.1 引言
2.2 气动学科
2.2.1 基于DAT COM的气动学科建模方法
2.2.2 算例分析
2.3 动力系统学科
2.3.1 固体火箭发动机的初步设计
2.3.2 固体火箭发动机零维内弹道仿真
2.3.3 发动机物理属性
2.3.4 设计与仿真实例
2.4 结构学科
2.4.1 结构布局的基本要求
2.4.2 导弹质心和转动惯量的计算
2.5 制导控制学科
2.5.1 自动驾驶仪回路设计
2.5.2 制导外回路设计
2.6 弹道学科
2.6.1 坐标系定义
2.6.2 六自由度运动方程组
2.6.3 导引头视线旋转角速度模型
2.7 小结
第3章 多目标优化方法研究
3.1 引言
3.2 多目标优化问题
3.3 基于加权系数法的多目标优化方法
3.4 基于物理规划的多目标优化方法
3.5 NSGA-II多目标进化算法
3.6 算例分析
3.7 小结
第4章 自寻的导弹总体方案设计
4.1 引言
4.2 自寻的导弹总体方案初始设计
4.2.1 PAM弹简介
4.2.2 方案要点
4.2.3 速度方案
4.2.4 弹道方案
4.2.5 气动布局方案
4.2.6 动力系统方案
4.2.7 结构布局方案
4.2.8 制导控制系统方案
4.3 自寻的导弹总体方案验证
4.3.1 全弹道仿真验证
4.3.2 基于蒙特卡洛的圆概率误差验证
4.4 小结
第5章 自寻的导弹总体方案优化
5.1 引言
5.2 优化问题描述
5.3 代理模型简介
5.4 自寻的导弹总体方案优化流程
5.4.1 基于设计结构矩阵的数据流梳理
5.4.2 基于SRBF-PP策略的优化流程
5.5 优化结果分析
5.6 小结
第6章 基于Gauss伪谱法的末制导段弹道优化
6.1 引言
6.2 Gauss伪谱法理论基础
6.2.1 Gauss伪谱法基本原理
6.2.2 时域变换
6.2.3 全局插值多项式近似控制变量与状态变量
6.2.4 离散条件下的终端状态约束
6.2.5 动力学方程约束转换为代数约束
6.2.6 基于Gauss积分的近似性能指标函数
6.3 末制导成像段弹道优化问题描述
6.3.1 方位分辨率与波束驻留时间关系建模
6.3.2 弹道优化问题建模
6.4 GPOPS-II的求解流程及参数设置
6.5 优化结果与分析
6.6 小结
第7章 总结与展望
6.1 论文主要工作
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢
本文编号：3223364
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 自寻的导弹发展综述
1.3 导弹多学科建模技术综述
1.3.1 气动学科
1.3.2 动力系统学科
1.3.3 结构学科
1.3.4 制导控制学科
1.3.5 弹道学科
1.4 导弹多学科优化技术综述
1.4.1 多学科优化策略研究现状
1.4.2 多学科优化策略应用现状
1.5 弹道优化的发展历程及研究现状
1.5.1 早期最优控制问题求解方法
1.5.2 基于间接法的最优控制求解方法
1.5.3 基于直接法的最优控制求解方法
1.6 本文主要研究内容
第2章 自寻的导弹多学科建模技术研究
2.1 引言
2.2 气动学科
2.2.1 基于DAT COM的气动学科建模方法
2.2.2 算例分析
2.3 动力系统学科
2.3.1 固体火箭发动机的初步设计
2.3.2 固体火箭发动机零维内弹道仿真
2.3.3 发动机物理属性
2.3.4 设计与仿真实例
2.4 结构学科
2.4.1 结构布局的基本要求
2.4.2 导弹质心和转动惯量的计算
2.5 制导控制学科
2.5.1 自动驾驶仪回路设计
2.5.2 制导外回路设计
2.6 弹道学科
2.6.1 坐标系定义
2.6.2 六自由度运动方程组
2.6.3 导引头视线旋转角速度模型
2.7 小结
第3章 多目标优化方法研究
3.1 引言
3.2 多目标优化问题
3.3 基于加权系数法的多目标优化方法
3.4 基于物理规划的多目标优化方法
3.5 NSGA-II多目标进化算法
3.6 算例分析
3.7 小结
第4章 自寻的导弹总体方案设计
4.1 引言
4.2 自寻的导弹总体方案初始设计
4.2.1 PAM弹简介
4.2.2 方案要点
4.2.3 速度方案
4.2.4 弹道方案
4.2.5 气动布局方案
4.2.6 动力系统方案
4.2.7 结构布局方案
4.2.8 制导控制系统方案
4.3 自寻的导弹总体方案验证
4.3.1 全弹道仿真验证
4.3.2 基于蒙特卡洛的圆概率误差验证
4.4 小结
第5章 自寻的导弹总体方案优化
5.1 引言
5.2 优化问题描述
5.3 代理模型简介
5.4 自寻的导弹总体方案优化流程
5.4.1 基于设计结构矩阵的数据流梳理
5.4.2 基于SRBF-PP策略的优化流程
5.5 优化结果分析
5.6 小结
第6章 基于Gauss伪谱法的末制导段弹道优化
6.1 引言
6.2 Gauss伪谱法理论基础
6.2.1 Gauss伪谱法基本原理
6.2.2 时域变换
6.2.3 全局插值多项式近似控制变量与状态变量
6.2.4 离散条件下的终端状态约束
6.2.5 动力学方程约束转换为代数约束
6.2.6 基于Gauss积分的近似性能指标函数
6.3 末制导成像段弹道优化问题描述
6.3.1 方位分辨率与波束驻留时间关系建模
6.3.2 弹道优化问题建模
6.4 GPOPS-II的求解流程及参数设置
6.5 优化结果与分析
6.6 小结
第7章 总结与展望
6.1 论文主要工作
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢
本文编号：3223364
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3223364.html
