考虑大气层外拦截器弹体振动的目标视线转率估计算法
发布时间：2021-07-20 16:45
视线转率直接关系到大气层外拦截器的末制导精度,对于采用比例导引进行制导控制的拦截器而言至关重要。论文针对弹体振动情况下的目标视线转率估计问题,对弹体弹性振动、惯性视线重构策略、目标视线转率估计算法进行了研究,主要研究成果如下:研究了弹体弹性振动的建模方法。1)根据大气层外拦截器的弹体结构,对其进行合理简化,建立了相应的有限元模型,并进行网格划分;2)基于弹体有限元模型进行了模态分析和瞬态响应分析,计算了弹体在直接侧向力冲击下的振动响应数据;3)基于有限元模型进行频域响应分析,建立了弹体振动的传递函数模型,并在时域验证了其有效性。研究了捷联导引头惯性视线重构策略。1)基于坐标变换给出了体视线角和惯性视线角之间的非线性映射关系;2)在考虑弹体弹性振动的情况下,研究了捷联导引头安装位置弹体姿态信息实时更新策略;3)利用弹体姿态信息,基于体视线和惯性视线的映射关系构造了惯性视线角、视线转率的解算方案。研究了目标视线转率的估计方法。1)引入虚拟观测量,建立了虚拟观测方程,研究了虚拟观测量协方差矩阵的计算方法;2)将目标惯性视线随时间变化曲线用分段三次样条函数描述,基于样条滤波研究了目标惯性视线转...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 相关技术研究进展
1.2.1 弹体弹性振动建模技术
1.2.2 惯性视线重构方法
1.2.3 非线性滤波技术
1.3 主要研究内容与论文结构
第二章 弹体弹性振动分析
2.1 弹体有限元模型的建立
2.2 弹体有限元分析
2.2.1 有限元模态分析
2.2.2 有限元瞬态响应分析
2.3. 弹体振动的传递函数建模
2.3.1 弹体振动响应数据准备
2.3.2 传递函数模型参数辨识
2.3.3 传递函数模型验证
2.4 小结
第三章 捷联导引头目标惯性视线重构策略
3.1 坐标系的定义及其转换关系
3.1.1 基准坐标系的定义
3.1.2 坐标系之间的转换关系
3.2 导引系统的数学描述
3.2.1 弹体姿态运动的数学描述
3.2.2 视线运动的数学描述
3.2.3 捷联导引头的数学描述
3.3 弹性弹体捷联导引头惯性视线重构策略
3.3.1 弹性弹体姿态实时更新
3.3.2 惯性视线角的解算
3.3.3 惯性视线转率的解算
3.4 小结
第四章 目标视线转率估计算法
4.1 观测数据的获取
4.1.1 虚拟观测量的引入
4.1.2 虚拟观测量协方差矩阵的计算
4.2 视线转率估计
4.2.1 状态方程
4.2.2 观测方程
4.2.3 样条滤波算法
4.2.4 算例分析
4.3 交互式多模型算法
4.3.1 多模型算法
4.3.2 交互式多模型算法
4.4 基于IMM框架的视线转率估计
4.4.1 目标非机动情况
4.4.2 目标机动情况
4.5 小结
第五章 视线转率估计误差分析
5.1 弹体振动影响分析
5.2 测角误差传播分析
5.2.1 弹体姿态测角误差传播分析
5.2.2 体视线测角误差传播分析
5.2.3 联合误差
5.2.4 Monte-Carlo抽样分析
5.3 滤波算法误差影响
5.3.1 均方误差下界
5.3.2 算例分析
5.4 小结
结束 语
主要研究成果
工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]机动目标状态估计的最小均方误差界[J]. 吴楠,陈磊,薄涛,雷勇军. 国防科技大学学报. 2013(06)
[2]全捷联导引头解耦技术方法[J]. 贾鑫,罗艳伟,罗丽. 战术导弹技术. 2013(01)
[3]基于有限元分析的复杂结构弹性振动传递函数建模[J]. 武新峰,雷勇军,李家文. 振动与冲击. 2012(11)
[4]弹道导弹主动段样条滤波算法[J]. 张峰,田康生. 导弹与航天运载技术. 2012(01)
[5]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)
[6]Differential geometric modeling of guidance problem for interceptors[J]. LI KeBo,CHEN Lei & BAI XianZong College of Aerospace and Materials Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(09)
[7]两种捆绑火箭弹性振动建模方法对比分析及其对姿控系统的影响[J]. 李家文,李恩奇,李道奎,周建平. 国防科技大学学报. 2010(04)
[8]美俄天基动能武器研究进展[J]. 谭丽芬,闫野,周英,唐国金. 飞航导弹. 2010(03)
[9]世界防空反导武器系统发展综述[J]. 汤元平. 航天制造技术. 2010(01)
[10]测速定轨中的递推样条滤波算法[J]. 刘也,时信华,朱炬波,梁甸农. 信号处理. 2010(01)
博士论文
[1]拦截机动目标末制导技术研究[D]. 谷志军.国防科学技术大学 2009
[2]捷联成像寻的系统制导信息处理方法研究[D]. 林喆.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]大气层外拦截弹末段制导控制精度分析[D]. 张涛涛.国防科学技术大学 2012
[2]直/气复合控制导弹导引头信息提取问题研究[D]. 苗静.哈尔滨工业大学 2011
[3]拦截机动目标的微分几何制导律[D]. 黎克波.国防科学技术大学 2010
[4]自寻的导弹捷联导引系统设计与研究[D]. 李鹏.哈尔滨工业大学 2010
[5]捷联惯导系统姿态算法及误差自动补偿的研究[D]. 吴春新.哈尔滨工业大学 2010
[6]大气层外动能拦截器末制导段性能研究[D]. 张兵.国防科学技术大学 2005
[7]自寻的导弹捷联导引系统实现比例导引设计与研究[D]. 陶迪.哈尔滨工程大学 2005
[8]直接侧向力技术的应用研究[D]. 郝波.西北工业大学 2004
本文编号：3293203
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 相关技术研究进展
1.2.1 弹体弹性振动建模技术
1.2.2 惯性视线重构方法
1.2.3 非线性滤波技术
1.3 主要研究内容与论文结构
第二章 弹体弹性振动分析
2.1 弹体有限元模型的建立
2.2 弹体有限元分析
2.2.1 有限元模态分析
2.2.2 有限元瞬态响应分析
2.3. 弹体振动的传递函数建模
2.3.1 弹体振动响应数据准备
2.3.2 传递函数模型参数辨识
2.3.3 传递函数模型验证
2.4 小结
第三章 捷联导引头目标惯性视线重构策略
3.1 坐标系的定义及其转换关系
3.1.1 基准坐标系的定义
3.1.2 坐标系之间的转换关系
3.2 导引系统的数学描述
3.2.1 弹体姿态运动的数学描述
3.2.2 视线运动的数学描述
3.2.3 捷联导引头的数学描述
3.3 弹性弹体捷联导引头惯性视线重构策略
3.3.1 弹性弹体姿态实时更新
3.3.2 惯性视线角的解算
3.3.3 惯性视线转率的解算
3.4 小结
第四章 目标视线转率估计算法
4.1 观测数据的获取
4.1.1 虚拟观测量的引入
4.1.2 虚拟观测量协方差矩阵的计算
4.2 视线转率估计
4.2.1 状态方程
4.2.2 观测方程
4.2.3 样条滤波算法
4.2.4 算例分析
4.3 交互式多模型算法
4.3.1 多模型算法
4.3.2 交互式多模型算法
4.4 基于IMM框架的视线转率估计
4.4.1 目标非机动情况
4.4.2 目标机动情况
4.5 小结
第五章 视线转率估计误差分析
5.1 弹体振动影响分析
5.2 测角误差传播分析
5.2.1 弹体姿态测角误差传播分析
5.2.2 体视线测角误差传播分析
5.2.3 联合误差
5.2.4 Monte-Carlo抽样分析
5.3 滤波算法误差影响
5.3.1 均方误差下界
5.3.2 算例分析
5.4 小结
结束 语
主要研究成果
工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]机动目标状态估计的最小均方误差界[J]. 吴楠,陈磊,薄涛,雷勇军. 国防科技大学学报. 2013(06)
[2]全捷联导引头解耦技术方法[J]. 贾鑫,罗艳伟,罗丽. 战术导弹技术. 2013(01)
[3]基于有限元分析的复杂结构弹性振动传递函数建模[J]. 武新峰,雷勇军,李家文. 振动与冲击. 2012(11)
[4]弹道导弹主动段样条滤波算法[J]. 张峰,田康生. 导弹与航天运载技术. 2012(01)
[5]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)
[6]Differential geometric modeling of guidance problem for interceptors[J]. LI KeBo,CHEN Lei & BAI XianZong College of Aerospace and Materials Engineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(09)
[7]两种捆绑火箭弹性振动建模方法对比分析及其对姿控系统的影响[J]. 李家文,李恩奇,李道奎,周建平. 国防科技大学学报. 2010(04)
[8]美俄天基动能武器研究进展[J]. 谭丽芬,闫野,周英,唐国金. 飞航导弹. 2010(03)
[9]世界防空反导武器系统发展综述[J]. 汤元平. 航天制造技术. 2010(01)
[10]测速定轨中的递推样条滤波算法[J]. 刘也,时信华,朱炬波,梁甸农. 信号处理. 2010(01)
博士论文
[1]拦截机动目标末制导技术研究[D]. 谷志军.国防科学技术大学 2009
[2]捷联成像寻的系统制导信息处理方法研究[D]. 林喆.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]大气层外拦截弹末段制导控制精度分析[D]. 张涛涛.国防科学技术大学 2012
[2]直/气复合控制导弹导引头信息提取问题研究[D]. 苗静.哈尔滨工业大学 2011
[3]拦截机动目标的微分几何制导律[D]. 黎克波.国防科学技术大学 2010
[4]自寻的导弹捷联导引系统设计与研究[D]. 李鹏.哈尔滨工业大学 2010
[5]捷联惯导系统姿态算法及误差自动补偿的研究[D]. 吴春新.哈尔滨工业大学 2010
[6]大气层外动能拦截器末制导段性能研究[D]. 张兵.国防科学技术大学 2005
[7]自寻的导弹捷联导引系统实现比例导引设计与研究[D]. 陶迪.哈尔滨工程大学 2005
[8]直接侧向力技术的应用研究[D]. 郝波.西北工业大学 2004
本文编号：3293203
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3293203.html
