激光制导炸弹轨迹优化与末制导方法研究

发布时间：2023-11-02 18:31

　　随着现代战争的日益高科技化和现代军事手段的进一步增强,进攻武器的打击能力不断提高,为提高重要军事目标的防御能力,目前世界各国大量采用了深埋加固等防御措施,目标的抗毁能力显著增强。为使侵彻战斗部能够发挥最大效能,取得最佳毁伤效果,实际作战中不但要求战斗部能够精确命中目标,还需要满足特定的落角约束。因此航空制导炸弹的制导方案设计必须综合考虑攻击末端对脱靶量、落角等末端弹体姿态及末速的约束要求。针对上述问题,本文在以下几个方面进行了深入研究:首先在制导炸弹滑翔段,将弹道优化方法归结为带有状态约束和控制约束的非线性最优控制问题。通过结合直接打靶法和序列二次规划算法解决滑翔段轨迹优化问题。并且,考虑到优化结果对初始猜想值较为敏感,应用遗传算法对可行解进行迭代求解,得出最优猜测初值。然后为了满足末端的打击角度约束,在经典比例导引基础上附加视线旋转角速度项,设计偏置比例导引律,提升打击效果。为了提升打击精度和落角约束的跟踪精度,应用粒子群优化算法对偏置比例导引律的附加导引系数进行优化。为了避免智能优化算法引入导致的算法复杂性增加,本文设计了基于有限时间高阶滑模算法的末制导律。该制导律由两部分组成:非...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 激光制导炸弹发展现状
        1.2.2 滑翔段方案弹道设计方法研究
        1.2.3 末制导方法研究现状
        1.2.4 考虑复杂约束的末制导律研究现状
    1.3 论文结构和主要内容
第2章 激光制导炸弹数学模型建立
    2.1 引言
    2.2 坐标系定义与几何关系公式
        2.2.1 坐标系定义
        2.2.2 坐标系转换关系
    2.3 激光制导炸弹质心动力学方程
    2.4 激光制导炸弹质心运动的运动学方程
    2.5 目标质心运动的动力学和运动学方程
    2.6 本章小结
第3章 基于直接打靶法的滑翔轨迹优化方法研究
    3.1 引言
    3.2 直接打靶法
    3.3 序列二次规划算法
    3.4 制导炸弹滑翔轨迹优化模型
        3.4.1 任务描述
        3.4.2 目标函数
        3.4.3 优化变量
        3.4.4 约束条件
    3.5 滑翔轨迹优化仿真分析
        3.5.1 基于遗传算法的初值猜测方法
        3.5.2 仿真参数
        3.5.3 轨迹优化结果
    3.6 本章小结
第4章 基于粒子群优化法的偏置比例导引律研究
    4.1 引言
    4.2 偏置比例导引律
    4.3 基于粒子群优化算法的偏置比例导引律参数优化
        4.3.1 粒子群算法介绍
        4.3.2 应用粒子群优化算法求解偏置比例导引参数
    4.4 仿真实例
        4.4.1 经典三维比例导引
        4.4.2 偏置比例导引
    4.5 本章小结
第5章 基于有限时间高阶滑模的末制导律研究
    5.1 引言
    5.2 末制导三维运动方程建立
    5.3 基于有限时间高阶滑模算法的落角约束制导律设计
        5.3.1 非奇异终端滑模面
        5.3.2 广义超螺旋算法
        5.3.3 基于广义超螺旋趋近律的三维制导律设计
    5.4 仿真实例
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
作者简历



本文编号：3859527