弹道修正弹实时气动参数辨识与弹道重构方法研究
发布时间：2022-01-10 22:17
为了根据空中飞行弹丸的一段实测弹道参数,准确重构弹丸后续飞行弹道,计算弹道偏差,进而实现弹道修正的目的,本文以某弹道修正弹落点预报为研究背景,主要研究其弹道模型建立、实时气动参数辨识和弹道重构等内容。在阐述弹道修正弹飞行原理的基础上,建立了5自由度弹道方程的实时气动参数辨识模型,并以该模型为基础,推导了混合扩展卡尔曼滤波方法中的雅克比矩阵。该模型能对一段实测弹道参数进行弹道滤波,辨识出空中飞行弹丸的实际阻力和升力符合系数,并能较准确地重构出弹丸后续飞行弹道,预报弹道落点；且该模型略去高频快圆运动,理论和计算表明,同样条件下使用5自由度方程算出的射程、侧偏与6自由度方程算出的射程、侧偏几乎相等,但由于略去了高频快圆运动,其计算速度可比6自由度弹道方程高10倍以上,适合弹上快速实时弹道计算。选取混合扩展卡尔曼和球形无迹卡尔曼两种滤波方法对实测弹道参数进行实时气动参数辨识。数值计算结果显示,上述两种滤波方法能有效剔除弹道参数测量值中的噪声,且弹道坐标误差、阻力和升力符合系数迅速收敛。对比两种卡尔曼滤波方法的气动参数辨识结果显示,球形无迹卡尔曼滤波参数辨识精度高,收敛速度快。在相同测量误差条件...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 弹道修正弹的研究背景和意义
1.2 弹道修正弹的国内外研究现状
1.2.1 弹道修正弹概述
1.2.2 弹道修正弹国外研究现状
1.2.3 弹道修正弹国内研究现状
1.3 参数辨识研究概况
1.4 弹道重构研究概况
1.5 本文主要研究内容及章节安排
2 旋转弹的受力分析及飞行力学模型
2.1 常用坐标系的建立及其坐标变换
2.1.1 常用坐标系的建立
2.1.2 各坐标系间的转换关系
2.2 作用在弹丸上的力和力矩
2.2.1 重力和重力加速度
2.2.2 空气动力
2.2.3 空气动力矩
2.3 弹丸刚体弹道方程的建立
2.3.1 弹丸运动方程的一般形式
2.3.2 弹丸的6自由度刚体弹道方程
2.3.3 弹丸的5自由度刚体弹道方程
2.4 本章小结
3 卡尔曼滤波方法
3.1 引言
3.2 混合扩展卡尔曼滤波
3.2.1 线性化卡尔曼滤波
3.2.2 混合扩展卡尔曼滤波
3.3 球形变换无迹卡尔曼滤波
3.3.1 球形无迹变换
3.3.2 球形变换无迹卡尔曼滤波
3.4 总结
4 实时气动参数辨识方法研究
4.1 引言
4.2 飞行状态方程
4.3 量测方程
4.4 滤波初值的选取
4.5 基于混合扩展卡尔曼滤波的参数辨识
4.5.1 状态方程的线性化、离散化
4.5.2 量测方程的离散化、线性化
4.5.3 混合扩展卡尔曼滤波参数辨识结果
4.6 基于球形变换无迹卡尔曼滤波的参数辨识
4.7 不同滤波方法辨识结果对比
4.8 本章小结
5 弹道重构方法研究
5.1 引言
5.2 弹道重构模型
5.3 龙格-库塔弹道重构法
5.4 弹道重构结果分析
5.4.1 不同采样间隔对弹道重构结果的影响
5.4.2 不同采样时间对弹道重构结果的影响
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文的主要工作
6.2 进一步工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹道修正弹落点预报方法研究[J]. 史金光,刘猛,曹成壮,王中原. 弹道学报. 2014(02)
[2]一维弹道修正引信弹道修正策略分析[J]. 申强,周翩,杨登红,李东光. 北京理工大学学报. 2013(05)
[3]改进遗传粒子滤波在弹道重构中的应用[J]. 宋万成. 舰船电子工程. 2012(02)
[4]两种卡尔曼滤波模型在修正弹弹道数据处理中的应用比较[J]. 李岩,任睿,王旭刚. 弹道学报. 2011(01)
[5]粒子群算法在气动力参数辨识中的应用[J]. 张天姣,汪清,何开锋. 空气动力学学报. 2010(06)
[6]基于减旋控制的侧向弹道修正技术[J]. 史金光,王中原,常思江,李小元. 弹道学报. 2010(03)
[7]二维弹道修正弹修正方法[J]. 史金光,王中原,常思江,张比升. 海军工程大学学报. 2010(04)
[8]一种基于多模型算法的纯弹道式弹道落点预报方法[J]. 陈映,文树梁,程臻. 宇航学报. 2010(07)
[9]一维弹道修正弹气动力计算方法和射程修正量分析[J]. 史金光,王中原,曹小兵,张比升. 火力与指挥控制. 2010(07)
[10]卡尔曼滤波在弹道修正弹落点推算中的应用[J]. 史金光,徐明友,王中原,张冰凌. 弹道学报. 2008(03)
硕士论文
[1]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
[2]直升机气动参数辨识及机动飞行仿真[D]. 王云龙.哈尔滨工业大学 2007
[3]飞行数据处理与气动参数辨识[D]. 于君彩.西北工业大学 2007
[4]直升机气动参数辨识方法研究[D]. 魏爱玉.西北工业大学 2004
[5]炮位侦察校射雷达的随机误差对定位精度的影响[D]. 刘将军.南京理工大学 2003
本文编号：3581516
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 弹道修正弹的研究背景和意义
1.2 弹道修正弹的国内外研究现状
1.2.1 弹道修正弹概述
1.2.2 弹道修正弹国外研究现状
1.2.3 弹道修正弹国内研究现状
1.3 参数辨识研究概况
1.4 弹道重构研究概况
1.5 本文主要研究内容及章节安排
2 旋转弹的受力分析及飞行力学模型
2.1 常用坐标系的建立及其坐标变换
2.1.1 常用坐标系的建立
2.1.2 各坐标系间的转换关系
2.2 作用在弹丸上的力和力矩
2.2.1 重力和重力加速度
2.2.2 空气动力
2.2.3 空气动力矩
2.3 弹丸刚体弹道方程的建立
2.3.1 弹丸运动方程的一般形式
2.3.2 弹丸的6自由度刚体弹道方程
2.3.3 弹丸的5自由度刚体弹道方程
2.4 本章小结
3 卡尔曼滤波方法
3.1 引言
3.2 混合扩展卡尔曼滤波
3.2.1 线性化卡尔曼滤波
3.2.2 混合扩展卡尔曼滤波
3.3 球形变换无迹卡尔曼滤波
3.3.1 球形无迹变换
3.3.2 球形变换无迹卡尔曼滤波
3.4 总结
4 实时气动参数辨识方法研究
4.1 引言
4.2 飞行状态方程
4.3 量测方程
4.4 滤波初值的选取
4.5 基于混合扩展卡尔曼滤波的参数辨识
4.5.1 状态方程的线性化、离散化
4.5.2 量测方程的离散化、线性化
4.5.3 混合扩展卡尔曼滤波参数辨识结果
4.6 基于球形变换无迹卡尔曼滤波的参数辨识
4.7 不同滤波方法辨识结果对比
4.8 本章小结
5 弹道重构方法研究
5.1 引言
5.2 弹道重构模型
5.3 龙格-库塔弹道重构法
5.4 弹道重构结果分析
5.4.1 不同采样间隔对弹道重构结果的影响
5.4.2 不同采样时间对弹道重构结果的影响
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 本文的主要工作
6.2 进一步工作展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹道修正弹落点预报方法研究[J]. 史金光,刘猛,曹成壮,王中原. 弹道学报. 2014(02)
[2]一维弹道修正引信弹道修正策略分析[J]. 申强,周翩,杨登红,李东光. 北京理工大学学报. 2013(05)
[3]改进遗传粒子滤波在弹道重构中的应用[J]. 宋万成. 舰船电子工程. 2012(02)
[4]两种卡尔曼滤波模型在修正弹弹道数据处理中的应用比较[J]. 李岩,任睿,王旭刚. 弹道学报. 2011(01)
[5]粒子群算法在气动力参数辨识中的应用[J]. 张天姣,汪清,何开锋. 空气动力学学报. 2010(06)
[6]基于减旋控制的侧向弹道修正技术[J]. 史金光,王中原,常思江,李小元. 弹道学报. 2010(03)
[7]二维弹道修正弹修正方法[J]. 史金光,王中原,常思江,张比升. 海军工程大学学报. 2010(04)
[8]一种基于多模型算法的纯弹道式弹道落点预报方法[J]. 陈映,文树梁,程臻. 宇航学报. 2010(07)
[9]一维弹道修正弹气动力计算方法和射程修正量分析[J]. 史金光,王中原,曹小兵,张比升. 火力与指挥控制. 2010(07)
[10]卡尔曼滤波在弹道修正弹落点推算中的应用[J]. 史金光,徐明友,王中原,张冰凌. 弹道学报. 2008(03)
硕士论文
[1]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
[2]直升机气动参数辨识及机动飞行仿真[D]. 王云龙.哈尔滨工业大学 2007
[3]飞行数据处理与气动参数辨识[D]. 于君彩.西北工业大学 2007
[4]直升机气动参数辨识方法研究[D]. 魏爱玉.西北工业大学 2004
[5]炮位侦察校射雷达的随机误差对定位精度的影响[D]. 刘将军.南京理工大学 2003
本文编号：3581516
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3581516.html
