超低空飞行器航迹规划与毁伤评估方法及仿真研究
发布时间：2023-02-16 19:54
飞行器航迹规划与毁伤评估是现代飞行任务从规划到执行过程中需要的两项关键技术。在进行飞行任务规划时,航迹规划方法的优劣决定了飞行器对复杂变化环境的反应能力;而在执行飞行任务的过程中,完善的毁伤评估结果可以为系统提供准确的飞行器状态,确定飞行器是否具备继续完成任务的能力。基于此,本文针对特定飞行器建立了仿真系统,对复杂变化环境下飞行器的航迹规划方法,以及执行飞行任务时飞行器的毁伤评估方法进行研究,旨在提高飞行器对复杂环境的自适应能力以及飞行任务执行中信息的完备性。本文具体研究内容如下:首先,本文进行了仿真系统的总体设计,确定了系统的工作流程,建立了系统框架,并以此为基础将仿真系统分为四个模块,分别完成飞行器航迹规划、毁伤评估、仿真信息交互以及仿真展示四项工作。其次,在航迹规划方面,本文确定了“先全局规划,再实时局部修正,最后根据更新环境重规划航迹”这一规划流程,并根据飞行器的动力学运动学约束,设计了改进蚁群-粒子群算法和人工势场法分别对飞行器的全局航迹以及道中修正航迹进行解算,得到了较为理想的规划结果。在进行后续飞行器的航迹规划时,同样使用改进蚁群-粒子群算法,但在规划时需要考虑飞行器通过...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 航迹规划
1.2.2 毁伤评估
1.2.3 虚拟目标建模与仿真技术
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文组织结构
第2章 飞行器航迹规划与毁伤评估仿真系统总体设计
2.1 仿真系统总体构建
2.1.1 仿真系统需求分析
2.1.2 仿真系统基本工作流程
2.2 仿真系统功能模块划分
2.2.1 航迹规划模块
2.2.2 毁伤评估模块
2.2.3 探测信息交互模块
2.2.4 虚拟视景模块
2.3 仿真系统框架结构
2.4 本章小结
第3章 复杂变化环境下的航迹规划问题研究
3.1 飞行器航迹规划问题描述
3.1.1 环境模型
3.1.2 飞行器模型
3.1.3 总体求解流程
3.2 基于改进蚁群和粒子群优化的全局航迹规划
3.2.1 研究问题描述
3.2.2 蚁群算法和粒子群算法基本思想
3.2.3 用于构造低粒度初始可行航迹的改进蚁群算法
3.2.4 用于高粒度航迹规划的粒子群优化算法
3.2.5 全局航迹规划算法验证
3.3 基于人工势场的动态道中航迹修正
3.3.1 研究问题描述
3.3.2 人工势场法基本思想
3.3.3 航迹修正算法设计
3.3.4 算法验证
3.4 多批飞行器航迹重规划
3.5 仿真与分析
3.6 本章小结
第4章 飞行器毁伤评估系统设计
4.1 毁伤评估系统概述
4.1.1 系统需求分析
4.1.2 系统总体框架设计
4.2 飞行器易损性分析
4.2.1 目标结构布局
4.2.2 飞行器功能毁伤树构造
4.2.3 毁伤准则与毁伤等级划分
4.3 飞行器毁伤计算模型
4.3.1 弹目交汇分析
4.3.2 破片命中概率计算
4.3.3 破片的速度衰减与空间分布
4.3.4 结构等效与极限穿透速度
4.3.5 子系统毁伤的动能准则
4.4 仿真与分析
4.4.1 仿真流程
4.4.2 仿真参数设置
4.4.3 仿真结果与分析
4.5 本章小结
第5章 基于Vega Prime的仿真系统实现与算法验证
5.1 模型创建和优化
5.1.1 模型构建方法
5.1.2 模型创建
5.1.3 模型优化
5.2 虚拟可视化仿真平台创建
5.2.1 平台开发流程
5.2.2 虚拟视景构建
5.2.3 可视化环境优化
5.3 仿真系统整体实现
5.3.1 基于Vega Prime的应用程序框架
5.3.2 各模块开发
5.3.3 模块间交互设计
5.4 仿真实验展示
5.4.1 仿真流程
5.4.2 算法验证与仿真效果展示
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3744400
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 航迹规划
1.2.2 毁伤评估
1.2.3 虚拟目标建模与仿真技术
1.3 论文主要研究内容
1.4 论文组织结构
第2章 飞行器航迹规划与毁伤评估仿真系统总体设计
2.1 仿真系统总体构建
2.1.1 仿真系统需求分析
2.1.2 仿真系统基本工作流程
2.2 仿真系统功能模块划分
2.2.1 航迹规划模块
2.2.2 毁伤评估模块
2.2.3 探测信息交互模块
2.2.4 虚拟视景模块
2.3 仿真系统框架结构
2.4 本章小结
第3章 复杂变化环境下的航迹规划问题研究
3.1 飞行器航迹规划问题描述
3.1.1 环境模型
3.1.2 飞行器模型
3.1.3 总体求解流程
3.2 基于改进蚁群和粒子群优化的全局航迹规划
3.2.1 研究问题描述
3.2.2 蚁群算法和粒子群算法基本思想
3.2.3 用于构造低粒度初始可行航迹的改进蚁群算法
3.2.4 用于高粒度航迹规划的粒子群优化算法
3.2.5 全局航迹规划算法验证
3.3 基于人工势场的动态道中航迹修正
3.3.1 研究问题描述
3.3.2 人工势场法基本思想
3.3.3 航迹修正算法设计
3.3.4 算法验证
3.4 多批飞行器航迹重规划
3.5 仿真与分析
3.6 本章小结
第4章 飞行器毁伤评估系统设计
4.1 毁伤评估系统概述
4.1.1 系统需求分析
4.1.2 系统总体框架设计
4.2 飞行器易损性分析
4.2.1 目标结构布局
4.2.2 飞行器功能毁伤树构造
4.2.3 毁伤准则与毁伤等级划分
4.3 飞行器毁伤计算模型
4.3.1 弹目交汇分析
4.3.2 破片命中概率计算
4.3.3 破片的速度衰减与空间分布
4.3.4 结构等效与极限穿透速度
4.3.5 子系统毁伤的动能准则
4.4 仿真与分析
4.4.1 仿真流程
4.4.2 仿真参数设置
4.4.3 仿真结果与分析
4.5 本章小结
第5章 基于Vega Prime的仿真系统实现与算法验证
5.1 模型创建和优化
5.1.1 模型构建方法
5.1.2 模型创建
5.1.3 模型优化
5.2 虚拟可视化仿真平台创建
5.2.1 平台开发流程
5.2.2 虚拟视景构建
5.2.3 可视化环境优化
5.3 仿真系统整体实现
5.3.1 基于Vega Prime的应用程序框架
5.3.2 各模块开发
5.3.3 模块间交互设计
5.4 仿真实验展示
5.4.1 仿真流程
5.4.2 算法验证与仿真效果展示
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3744400
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