单目标运动仿真系统关键技术的设计与实现

发布时间：2023-04-21 05:29

　　本文研究设计的单目标运动轨迹仿真系统属于运动目标命中仿真系统的一个子系统,用于生成空中运动目标并模拟其运动轨迹。单目标运动仿真系统以激光光束投射的方式生成仿真目标,接收综合测控系统的运动命令,通过对搭载反光镜的高精度二维伺服转台进行实时运动控制,改变光束的投射方向,从而控制仿真目标在球型屏幕上的运动,模拟出最接近实际目标的运动轨迹。单目标运动轨迹仿真系统存在三个关键需要解决的问题,第一综合系统中各个子系统时钟同步的问题,第二运动轨迹平滑问题,第三需要考虑实物场景下采集空中目标信息时,可能会出现误采、漏采或传输错误的情况。针对这三个关键问题,本文提出了相应的解决方法。设计了高精度时钟模块,实现系统启动时与综合测控系统的对表功能,在后续正常工作时,实现高精度计时功能,在收不到控制数据时,启用轨迹预测算法预测的位置数据。采用了轨迹拟合算法对两个位置之间的距离进行了插值,避免了因为距离太大而产生的轨迹折线不平滑的现象。采用了GA-Elman算法位置进行了预测,对因误采、漏采或误传而引起的错误就行纠正。本文完成的主要工作如下:1、介绍了单目标运动仿真系统的整体设计和系统中主要受控设备的工作原理,...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 单目标运动仿真系统的发展与应用
        1.2.1 国内外现状的研究
        1.2.2 运动轨迹预测方法研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 单目标运动仿真系统的总体设计
    2.1 半实物仿真系统组成
    2.2 单目标运动仿真系统硬件组成
        2.2.1 二维高精度伺服旋转台
        2.2.2 仿真目标生成单元
        2.2.3 实时操作系统
    2.3 神经网络和遗传算法理论基础
        2.3.1 Elman神经网络
        2.3.2 Elman神经网络结构及工作流程
        2.3.3 遗传算法工作流程
    2.4 本章小结
第三章 单目标运动轨迹拟合算法
    3.1 曲线拟合的定义
    3.2 插值算法的选择
        3.2.1 插值算法性能对比
        3.2.2 三次样条插值拟合原理
    3.3 轨迹拟合实验效果分析
    3.4 本章小结
第四章 基于GA-Elman单目标运动轨迹预测
    4.1 GA-Elman神经网络算法的构思
    4.2 GA-Elman神经网络算法的设计流程
        4.2.1 Elman神经网络拓扑结构的选择
        4.2.2 Elman神经网络的正则化
        4.2.3 遗传算法与Elman神经网络的结合
    4.3 GA-Elman神经网络算法实例验证
    4.4 本章小结
第五章 单目标运动仿真控制软件设计
    5.1 单目标运动仿真控制软件界面
        5.1.1 仿真转台初始化模块
        5.1.2 通讯连接配置模块
        5.1.3 状态数据显示模块
        5.1.4 仿真目标生成控制模块
    5.2 单目标仿真仿真系统试验流程
    5.3 远程数据链路设计
        5.3.1 CAN总线设计与开发流程
        5.3.2 CAN数据帧传输协议设计
        5.3.3 以太网链路与传输协议设计
        5.3.4 RS485同步时钟通信链路的设计
    5.4 本章小结
第六章 仿真实验设计及结果分析
    6.1 仿真系统实时性验证实验
        6.1.1 实验准备工作
        6.1.2 实验结果验证与分析
    6.2 仿真系统控制数据传输稳定性实验
        6.2.1 实验准备工作
        6.2.2 实验结果验证与分析
    6.3 仿真轨迹拟合实验
    6.4 仿真目标的投影效果实验
        6.4.1 实验准备工作
        6.4.2 实验结果验证与分析
    6.5 仿真目标位置精度提升实验
        6.5.1 实验准备工作
        6.5.2 实验结果验证与分析
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3795929