地炮闭环校射弹射击方法研究

发布时间：2021-07-19 22:36

　　地炮闭环校射指的是弹丸在飞行过程中可以自主测得其弹道信息,并发送回火炮阵地,火控系统对测量的弹道参数进行气动参数辨识、及其后续飞行弹道的预报,解算出弹丸的落点坐标,并与火炮瞄准的目标坐标对比,获得落点坐标偏差量,再计算出射击诸元修正量,由火控系统调炮实施下一发炮弹的射击,实现对目标的精确打击。闭环校射弹本质上是低成本弹药为提高射击精度的一种改良。实现闭环校射的一个重要环节是对飞行过程中的测量参数进行参数滤波,本文建立基于质点弹道方程的状态模型和基于GPS测量数据的量测方程,分别采取扩展卡尔曼滤波、衰减记忆卡尔曼滤波与H∞滤波对量测数据进行参数辨识,并对仿真结果进行分析。仿真结果表明：衰减记忆卡尔曼滤波相比于扩展卡尔曼收敛速度更快,精度更高；当实际弹道与基准弹道在初始条件差别较大时,扩展卡尔曼由于系统模型不准确出现较大估计误差,由于衰减因子的作用,衰减记忆卡尔曼增大了新量测值的权重,则能有效减小发散。H∞滤波对噪声统计特性没有要求,可以最小化最坏估计误差,但其性能对设计参数的敏感性太强。在有色噪声条件下,H∞滤波比卡尔曼滤波收敛速度快,精度高；相反在高斯白噪声条件下,卡尔曼滤波的性能要优... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 闭环校射弹国内外研究概况
        1.2.1 闭环校射理论国外研究概况
        1.2.2 闭环校射理论国内研究概况
        1.2.3 参数辨识研究概况
    1.3 本文的主要研究内容
2 传统炮兵射击修正方法分析及闭环校射技术原理
    2.1 传统的炮兵射击修正方法及其不足
        2.1.1 传统炮兵射击流程
        2.1.2 传统炮兵射击修正的主要方法
        2.1.3 传统炮兵射击与修正方法的不足
    2.2 地炮闭环校射弹的射击理论与方法
        2.2.1 基本概念与内涵
        2.2.2 基本原理
        2.2.3 系统构成
        2.2.4 闭环校射弹的流程图
        2.2.5 采用闭环校射弹射击的优点
3 弹道方程的建立
    3.1 坐标系的建立
    3.2 各坐标系间的转换关系
        3.2.1 弹道坐标系与基准坐标系的关系
        3.2.2 弹轴坐标系与基准坐标系的关系
        3.2.3 弹体坐标系与弹轴坐标系的关系
        3.2.4 第二弹轴坐标系与第一弹轴坐标系的关系
    3.3 作用在闭环校射弹上的力和力矩
        3.3.1 相对气流速度和相对攻角
        3.3.2 有风时的空气动力
        3.3.3 空气动力矩
    3.4 六自由度的刚体弹道方程
    3.5 考虑陀螺效应的质点弹道方程
    3.6 本章总结
4 弹道参数辨识方法
    4.1 滤波模型
        4.1.1 状态方程
        4.1.2 量测方程
    4.2 基于最小二乘估计的参数辨识方法
    4.3 基于扩展卡尔曼滤波的参数辨识方法
        4.3.1 扩展卡尔曼滤波理论
        4.3.2 扩展卡尔曼滤波在滤波模型有较大误差时的性能分析
    4.4 基于衰减记忆卡尔曼滤波的参数辨识方法
    4.5 卡尔曼滤波的辨识结果比较分析
        4.5.1 扩展卡尔曼滤波与衰减记忆卡尔曼滤波的性能比较
        4.5.2 衰减因子对卡尔曼滤波的性能影响
        4.5.3 衰减卡尔曼滤波在系统模型不准确时的性能分析
    4.6 基于H_∞滤波的弹道参数辨识方法
    4.7 卡尔曼滤波与H_∞滤波对比
        4.7.1 卡尔曼滤波与H_∞滤波在不同噪声条件下的仿真结果
        4.7.2 卡尔曼滤波与H_∞滤波在系统模型不准确时的仿真结果
        4.7.3 边界条件对H_∞滤波性能影响分析
    4.8 本章小结
5 弹道预测方法
    5.1 弹道方程组解算弹道偏差的预报方法
    5.2 非线性模型预报法
    5.3 落点预报结果
        5.3.1 参数辨识对落点预报的性能影响分析
        5.3.2 滤波时间对落点预报性能的影响分析
        5.3.3 不同噪声下衰减记忆卡尔曼滤波与H_∞滤波的落点预报性能分析
        5.3.4 非线性模型预报法的性能分析
    5.4 本章小结
6 闭环校射弹的射击方法研究
    6.1 射击方法概述
    6.2 闭环校射弹的新型射击方法
        6.2.1 “单炮多发连续弹着”法
        6.2.2 “疏散配置、火力集中”法
        6.2.3 “运动补偿”法
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 本文的主要工作
    7.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3291557