弹道修正中的参数辨识与预报方法研究
发布时间：2023-01-08 15:36
弹道修正弹是一种介于普通弹箭和导弹之间的弹药,它是普通弹药和现代高新技术相结合的典范。弹道修正弹通过实时测量特定弹道弧段的参数,并对测量参数进行数据处理,形成控制指令控制弹丸向预定目标靠近。在此修正过程中,数据处理是弹道修正的核心内容。本文正是对数据处理中的参数辨识过程和弹道落点预报过程展开研究。考虑到气动力参数对弹道的影响较大,本文对气动力参数进行了在线辨识和估计。综合考虑所测参数的数量和种类、辨识过程的实时性和准确性,建立基于扩展质点弹道模型的状态方程和基于GPS测量数据的线性测量方程；分别选用扩展卡尔曼滤波（衰减记忆混杂卡尔曼滤波和基于极大似然准则的自适应卡尔曼滤波）、Sigma点卡尔曼滤波（无迹卡尔曼滤波和中心差分卡尔曼滤波）和求容积卡尔曼滤波进行参数辨识,对各个算法进行数值仿真并比较分析仿真结果。仿真结果表明：衰减记忆混杂卡尔曼滤波能在一定精度条件下极大地减小在线计算量,提高参数辨识过程的实时性；基于极大似然准则的自适应卡尔曼滤波能够自适应模型误差,提高参数辨识准确度；采用最小偏度单形采样能够减小无迹卡尔曼滤波的计算量,提高算法的实时性；中心差分滤波通过差分的方式来计算非线性...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号汇编
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 弹道修正技术研究概况
1.2.2 参数辨识方法研究概况
1.2.3 弹道预报方法研究概况
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的结构安排
2 弹道修正弹飞行动力学模型
2.1 常用坐标系及坐标转换
2.1.1 常用坐标系
2.1.2 各坐标系间的转换关系
2.2 作用在弹道修正弹上的力和力矩
2.2.1 相对气流速度与相对攻角
2.2.2 重力
2.2.3 空气动力
2.2.4 空气动力矩
2.3 弹道修正弹飞行动力学模型
2.3.1 弹道修正弹一般运动方程
2.3.2 6自由度刚体弹道方程
2.3.3 扩展质点弹道模型
2.4 本章小结
3 弹道参数辨识方法研究
3.1 概述
3.2 滤波模型
3.2.1 飞行状态方程
3.2.2 测量方程
3.3 基于扩展卡尔曼滤波的参数辨识方法
3.3.1 扩展卡尔曼滤波
3.3.2 衰减记忆混杂卡尔曼滤波
3.3.3 基于极大似然准则的自适应卡尔曼滤波
3.4 Sigma点卡尔曼滤波
3.4.1 概述
3.4.2 无迹卡尔曼滤波
3.4.3 中心差分卡尔曼滤波
3.5 求容积卡尔曼滤波
3.6 辨识结果比较分析
3.7 本章小结
4 弹道预报方法研究
4.1 概述
4.2 弹道方程组解算预报法
4.3 系数解算预报法
4.4 算例与结果分析
4.5 两种预报方法的对比分析
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 本文的主要工作
5.2 本文的主要创新点
5.3 对下一步工作的展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]鸭舵控制防空制导炮弹导引方法[J]. 常思江,王中原,刘铁铮,余劲天. 南京理工大学学报. 2014(01)
[2]UKF改进算法在组合导航INS误差校正中的应用[J]. 朱立新,孟?,马春来. 现代雷达. 2014(02)
[3]基于截断正态概率密度模型的简化UKF目标跟踪算法[J]. 刘朝华,毛玉良,宋春雷. 机械与电子. 2013(11)
[4]基于容积卡尔曼滤波（CKF）算法的卫星轨道实时预报方法[J]. 管洪杰,姚志成,刘岩,胡琛. 科学技术与工程. 2013(32)
[5]基于指数加权的改进衰减记忆自适应滤波算法[J]. 蔡佳,黄长强,井会锁,丁达理,赖志平. 探测与控制学报. 2013(04)
[6]用于卫星制导弹药落点预测的卡尔曼滤波算法[J]. 戴明祥,杨新民,易文俊,何颖. 弹箭与制导学报. 2013(04)
[7]基于扩展卡尔曼滤波的射程修正落点预测模型[J]. 陈维波,纪永祥,陈战旗. 探测与控制学报. 2013(03)
[8]基于弹道预测的脉冲修正弹末段控制方法[J]. 常思江,曹小兵,刘铁铮. 海军工程大学学报. 2012(06)
[9]基于GPS的弹道修正弹落点预测算法误差分析[J]. 张永伟,杨锁昌,张敏,秦帅. 国外电子测量技术. 2012(10)
[10]基于改进衰减记忆滤波的组合导航算法研究[J]. 李杨,胡柏青. 计算机仿真. 2012(03)
博士论文
[1]容积卡尔曼滤波算法研究及其在导航中的应用[D]. 葛磊.哈尔滨工程大学 2013
[2]弹道环境下的陀螺/GPS组合姿态测量方法研究[D]. 牛春峰.南京理工大学 2012
[3]Cubature卡尔曼滤波及其在导航中的应用研究[D]. 唐李军.哈尔滨工程大学 2012
[4]某鸭式布局防空制导炮弹的飞行弹道特性与控制方案研究[D]. 常思江.南京理工大学 2011
[5]基于UKF的滤波算法设计分析与应用[D]. 徐佳鹤.东北大学 2008
[6]脉冲发动机提供控制力的火箭弹弹道修正理论及技术研究[D]. 赵捍东.南京理工大学 2008
[7]防空弹药二维脉冲修正方法研究[D]. 姚文进.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]基于CKF的SINS/DVL组合导航系统设计与仿真[D]. 黄莺.哈尔滨工程大学 2013
[2]有控弹箭飞行弹道预报技术研究[D]. 倪旖.南京理工大学 2013
[3]拟线性最优平滑滤波在指令控制一维弹道修正弹上的应用研究[D]. 朱建峰.南京理工大学 2012
[4]二维弹道修正弹的弹道特性研究[D]. 于涛.南京理工大学 2010
[5]二维弹道修正弹的气动特性研究[D]. 许安勇.南京理工大学 2010
[6]基于测量数据的弹道重构技术研究[D]. 李凯.南京理工大学 2009
[7]UKF算法及其改进算法的研究[D]. 刘铮.中南大学 2009
[8]脉冲式弹道修正弹运动稳定性分析[D]. 刘欣.国防科学技术大学 2007
[9]二维弹道修正装置设计[D]. 周中华.南京理工大学 2006
[10]UKF滤波方法在组合导航系统中的应用研究[D]. 李静.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3728728
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号汇编
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.2.1 弹道修正技术研究概况
1.2.2 参数辨识方法研究概况
1.2.3 弹道预报方法研究概况
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的结构安排
2 弹道修正弹飞行动力学模型
2.1 常用坐标系及坐标转换
2.1.1 常用坐标系
2.1.2 各坐标系间的转换关系
2.2 作用在弹道修正弹上的力和力矩
2.2.1 相对气流速度与相对攻角
2.2.2 重力
2.2.3 空气动力
2.2.4 空气动力矩
2.3 弹道修正弹飞行动力学模型
2.3.1 弹道修正弹一般运动方程
2.3.2 6自由度刚体弹道方程
2.3.3 扩展质点弹道模型
2.4 本章小结
3 弹道参数辨识方法研究
3.1 概述
3.2 滤波模型
3.2.1 飞行状态方程
3.2.2 测量方程
3.3 基于扩展卡尔曼滤波的参数辨识方法
3.3.1 扩展卡尔曼滤波
3.3.2 衰减记忆混杂卡尔曼滤波
3.3.3 基于极大似然准则的自适应卡尔曼滤波
3.4 Sigma点卡尔曼滤波
3.4.1 概述
3.4.2 无迹卡尔曼滤波
3.4.3 中心差分卡尔曼滤波
3.5 求容积卡尔曼滤波
3.6 辨识结果比较分析
3.7 本章小结
4 弹道预报方法研究
4.1 概述
4.2 弹道方程组解算预报法
4.3 系数解算预报法
4.4 算例与结果分析
4.5 两种预报方法的对比分析
4.6 本章小结
5 总结与展望
5.1 本文的主要工作
5.2 本文的主要创新点
5.3 对下一步工作的展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]鸭舵控制防空制导炮弹导引方法[J]. 常思江,王中原,刘铁铮,余劲天. 南京理工大学学报. 2014(01)
[2]UKF改进算法在组合导航INS误差校正中的应用[J]. 朱立新,孟?,马春来. 现代雷达. 2014(02)
[3]基于截断正态概率密度模型的简化UKF目标跟踪算法[J]. 刘朝华,毛玉良,宋春雷. 机械与电子. 2013(11)
[4]基于容积卡尔曼滤波（CKF）算法的卫星轨道实时预报方法[J]. 管洪杰,姚志成,刘岩,胡琛. 科学技术与工程. 2013(32)
[5]基于指数加权的改进衰减记忆自适应滤波算法[J]. 蔡佳,黄长强,井会锁,丁达理,赖志平. 探测与控制学报. 2013(04)
[6]用于卫星制导弹药落点预测的卡尔曼滤波算法[J]. 戴明祥,杨新民,易文俊,何颖. 弹箭与制导学报. 2013(04)
[7]基于扩展卡尔曼滤波的射程修正落点预测模型[J]. 陈维波,纪永祥,陈战旗. 探测与控制学报. 2013(03)
[8]基于弹道预测的脉冲修正弹末段控制方法[J]. 常思江,曹小兵,刘铁铮. 海军工程大学学报. 2012(06)
[9]基于GPS的弹道修正弹落点预测算法误差分析[J]. 张永伟,杨锁昌,张敏,秦帅. 国外电子测量技术. 2012(10)
[10]基于改进衰减记忆滤波的组合导航算法研究[J]. 李杨,胡柏青. 计算机仿真. 2012(03)
博士论文
[1]容积卡尔曼滤波算法研究及其在导航中的应用[D]. 葛磊.哈尔滨工程大学 2013
[2]弹道环境下的陀螺/GPS组合姿态测量方法研究[D]. 牛春峰.南京理工大学 2012
[3]Cubature卡尔曼滤波及其在导航中的应用研究[D]. 唐李军.哈尔滨工程大学 2012
[4]某鸭式布局防空制导炮弹的飞行弹道特性与控制方案研究[D]. 常思江.南京理工大学 2011
[5]基于UKF的滤波算法设计分析与应用[D]. 徐佳鹤.东北大学 2008
[6]脉冲发动机提供控制力的火箭弹弹道修正理论及技术研究[D]. 赵捍东.南京理工大学 2008
[7]防空弹药二维脉冲修正方法研究[D]. 姚文进.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]基于CKF的SINS/DVL组合导航系统设计与仿真[D]. 黄莺.哈尔滨工程大学 2013
[2]有控弹箭飞行弹道预报技术研究[D]. 倪旖.南京理工大学 2013
[3]拟线性最优平滑滤波在指令控制一维弹道修正弹上的应用研究[D]. 朱建峰.南京理工大学 2012
[4]二维弹道修正弹的弹道特性研究[D]. 于涛.南京理工大学 2010
[5]二维弹道修正弹的气动特性研究[D]. 许安勇.南京理工大学 2010
[6]基于测量数据的弹道重构技术研究[D]. 李凯.南京理工大学 2009
[7]UKF算法及其改进算法的研究[D]. 刘铮.中南大学 2009
[8]脉冲式弹道修正弹运动稳定性分析[D]. 刘欣.国防科学技术大学 2007
[9]二维弹道修正装置设计[D]. 周中华.南京理工大学 2006
[10]UKF滤波方法在组合导航系统中的应用研究[D]. 李静.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3728728
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3728728.html
