基于最大似然法的高速旋转弹丸气动参数辨识方法研究

发布时间：2021-07-04 05:16

　　本文研究了基于最大似然法的气动参数辨识方法及其在高速旋转弹丸阻力系数和升力系数导数辨识中的应用。结合高速旋转弹丸的实际运动情况,采用修正后的六自由度弹道方程作为弹丸的数学模型。通过模型,对观测量关于待辨识参数的灵敏度进行计算和分析,确定了根据速度数据和侧偏数据分别辨识阻力系数和升力系数导数的辨识方案。根据辨识方案并结合模型,推导了相应的最大似然准则函数以及牛顿迭代公式。同时,使用无迹卡尔曼滤波（UKF）对雷达数据进行处理,得到最优估计的观测数据。最后,设计了辨识程序,在Visual Studio 2010下编写程序和调试,并对优化后的观测数据进行分析处理,得出了高速旋转弹丸的阻力系数-马赫数曲线和升力系数导数-马赫数曲线。辨识结果表明,根据本文研究方法所计算的气动参数曲线相对于风洞吹风结果作了修正,并且计算出的弹道数据十分符合实际测量数据,辨识结果正确可靠。因此,该方法可对高速旋转弹丸等飞行器的相关气动参数进行辨识。气动参数决定着弹箭飞行的弹道轨迹与稳定性,是弹箭飞行控制领域的重要研究课题。通过射击试验数据进行辨识得到的弹丸气动参数能较好的符合高速旋转弹丸的气动特性,对射表编制或修正以... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文主要研究工作
    1.4 本文的章节安排
2 高速旋转弹丸的运动模型
    2.1 坐标系的定义
    2.2 坐标系间的关系
    2.3 六自由度弹道模型建立
    2.4 本章小结
3 测量数据预处理
    3.1 卡尔曼滤波介绍
        3.1.1 卡尔曼滤波简介
        3.1.2 几种常用的卡尔曼滤波
    3.2 无迹卡尔曼滤波数据处理
        3.2.1 数据预处理的弹道模型
        3.2.2 无迹卡尔曼滤波器的设计
        3.2.3 UKF弹道滤波步骤
        3.2.4 数据预处理结果
    3.3 本章小结
4 气动参数辨识
    4.1 数学模型
    4.2 最大似然辨识准则
    4.3 牛顿迭代法
    4.4 灵敏度分析
    4.5 弹道数值解算—四阶龙格库塔法
    4.6 参数辨识程序设计
        4.6.1 阻力系数辨识程序
        4.6.2 升力系数辨识程序
    4.7 辨识结果分析
        4.7.1 阻力系数结果
        4.7.2 升力系数导数结果
    4.8 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]抗野值卡尔曼滤波在火箭弹落点估计中的应用[J]. 闫小龙,陈国光,杨东.  弹箭与制导学报. 2016(03)
[2]基于模拟退火粒子群算法的飞机气动参数辨识[J]. 黄炯,艾剑良,万婧.  复旦学报(自然科学版). 2016(03)
[3]基于最大似然法的风洞自由飞试验气动力参数辨识技术研究[J]. 张天姣,钱炜祺,何开锋,汪清.  实验流体力学. 2015(05)
[4]采用有约束最小二乘辨识飞行器气动参数[J]. 宋屹.  导弹与航天运载技术. 2014(02)
[5]2013年国外弹道导弹发展回顾[J]. 刘畅,杨云翔,夏薇,张莹.  导弹与航天运载技术. 2014(01)
[6]基于灵敏度理论随机弹道阻力系数辨识[J]. 王欣,岳明凯.  微计算机信息. 2012(10)
[7]R-K-F方法在外弹道计算与火控系统中的应用[J]. 王兆胜.  数值计算与计算机应用. 2012(01)
[8]精确制导技术及其在武器中的应用[J]. 刘冬,鲜勇,郭飞帅,姚挺.  飞航导弹. 2011(11)
[9]基于雷达跟踪的修正弹道辨识精度分析[J]. 郭锦屏,霍鹏飞.  西安工业大学学报. 2011(04)
[10]制导炮弹的优势特点及发展趋势[J]. 王伟,马志赛.  飞航导弹. 2011(07)

博士论文
[1]信息融合与处理中几个问题的进展[D]. 宋恩彬.四川大学 2007

硕士论文
[1]火箭弹气动力参数辨识技术研究[D]. 黄坤.中北大学 2015
[2]飞行器气动参数辨识方法研究[D]. 陈少敏.哈尔滨工业大学 2014
[3]导弹分离影响参数灵敏度分析与输入参数辨识研究[D]. 李海月.哈尔滨工业大学 2014
[4]弹箭自由飞行试验数据辨识特征参数方法分析[D]. 魏伟.南京理工大学 2009
[5]基于参数辨识技术对飞行器计算机仿真模型的改进设计[D]. 康莹莹.西安电子科技大学 2009
[6]飞行数据处理与气动参数辨识[D]. 于君彩.西北工业大学 2007



本文编号：3264115