一、一种智能弹道参数测试系统研制(论文文献综述)
高丽珍[1](2021)在《基于地磁/MEMS陀螺信息融合的旋转弹药姿态估计技术》文中研究说明论文以旋转弹药用地磁/MEMS陀螺组合姿态实时测量需求为牵引,围绕弹载传感信息的准确获取和高效融合问题,开展了旋转弹药外弹道运动模型构建、弹载地磁/MEMS陀螺信息模型建立及弹载应用简化、弹载地磁/MEMS陀螺输出模型参数快速标定与补偿、基于地磁/MEMS陀螺/弹道特征信息融合的弹体姿态估计及相应的试验验证等方面的研究工作。论文主要创新成果如下:(1)针对弹载地磁/MEMS陀螺测量信息中误差因素众多、建模复杂的难题,从传感器输入输出特性角度建立了弹载地磁综合磁测信息数学模型,并提出了基于椭球拟合和三位置组合的两步法现场快速标定方法。弹载地磁场信息综合磁测信息数学模型将地磁场测量中的30个标定参数简化为12个等效误差模型参数,参数的物理概念清晰、明确。基于椭球拟合和三位置组合的两步法现场快速标定方法根据矩阵正交化分解理论将地磁信息参数输出模型参数估计分解为:标准正交化过程和对准误差坐标正交旋转过程。标准正交化过程采用椭球拟合方法实现磁测信息的正交化、标准化及偏置参数估计;对准误差坐标正交旋转过程采用基于三位置磁测数据进行正交坐标系旋转欧拉角参数估计。仿真试验表明:该标定方法具有不需要现场标定基准设备、现场操作简单、误差参数标定精度高、弹载补偿算法计算实时性好的优点,便于弹载地磁场模型参数的现场标定与实时补偿,为外弹道飞行中弹体姿态的实时估计提供准确的地磁场测量数据。(2)针对发射过载造成弹载MEMS陀螺传感特性退化问题,从性能退化机理出发,分析了影响弹载MEMS陀螺测量精度的主要误差输入输出表现形式,建立了性能退化陀螺的等效线性模型,并提出了基于地磁信息哥氏效应模型的递推最小二乘参数估计方法。该方法在外弹道初始段陀螺性能退化稳定后,利用地磁信息和弹体角速率间的哥氏效应,可以快速在线实时估计弹载MEMS陀螺灵敏度和零偏等6个性能退化参数,具有模型参数估计精度高、无需高精度标定设备、在线实时估计等优点,解决外弹道初始段弹载MEMS陀螺退化参数的在线实时标定难题,为外弹道飞行中的实时弹体姿态估计提供准确的弹体角速率测量数据。(3)针对旋转弹药全姿态实时准确测量瓶颈技术,提出了基于地磁/MEMS陀螺/弹道特性信息的序贯自适应EKF全姿态估计算法。该算法以旋转弹体运动模型为状态方程、地磁/陀螺敏感信息为观测量建立了姿态运动状态模型,采用序贯滤波和量测噪声自适应算法对弹载EKF滤波算法进行算法的实时性和自适应估计优化。仿真试验表明:该滤波算法充分利用地磁测姿误差不累积、陀螺测姿短时精度高、旋转弹外弹道姿态连续平滑的特点,可以实时估计弹体的姿态角、角速度、角加速度等信息,具有实时性好、估计精度高、可实时跟踪弹体机动姿态变化的优点,为外弹道飞行中的实时弹体姿态估计提供了新方法和解决方案。研究成果可应用于常规弹药制导化改造和新型智能弹药研制,加快我国精确武器的研发进程。还可推广应用于无人机、小型潜器、微纳卫星等小型载体的姿态信息测量领域。
贺磊[2](2021)在《9mm警用智能手枪设计与自动机动力学仿真》文中研究表明基于9mm警用手枪战术环境和战术技术指标的要求,提出了一种智能手枪的总体设计方案及其分系统设计方案。在经典内弹道理论的基础上,采用改进后的粒子群算法对内弹道部分参数进行了优化,相较于内弹道均值法,其内弹道特征值和更接近于试验值。对枪管组件、套筒、套筒座、弹匣、闭锁机构、电击发机构、手动保险机构、电底火、复进簧和托弹簧等进行了详细的结构设计,得到了智能手枪的虚拟样机;对射手身份识别模块、枪弹身份识别模块等进行了电路设计,并设计了智能手枪单发控制程序。利用NSYS Workbench对枪管组件进行了强度分析,验证了枪管组件设计的可行性;在存在设计闭锁间隙条件下分析了弹壳、闭锁支撑面、闭锁凹槽等的刚强度;对闭锁凸笋上的闭锁块进行优化设计,得出了前后倾角及上端面长度的最优值;利用D MS将扳机保险作为柔性体进行了应力应变分析,验证了扳机保险的工作可靠性。将UG中的智能手枪三维模型导入到D MS中,通过添加约束和载荷,建立了虚拟样机仿真模型,经仿真得到了自动机主要构件的运动特性,并对结果进行了分析。结果表明:设计的智能手枪方案可行、结构合理、自动机运动平稳,可以实现手枪使用安全可控。本论文设计了一款9mm警用智能手枪,为新型智能手枪的设计提供了一种全新的解决方案,具有一定的参考价值。
周满[3](2020)在《电动舵机系统扰动分析与控制策略研究》文中认为飞行器电动舵机系统是一个高精度的位置伺服系统,是飞行器飞控系统的重要组成部分,其性能直接决定着飞行器飞行控制系统的控制效果。但受制造工艺、安装精度等影响,电动舵机系统中不可避免的存在较多的非线性环节,严重影响电动舵机系统的动静态性能,甚至影响飞行器整体性能。因此,研究摩擦、间隙等扰动对电动舵机系统动静态性能的影响,并采取相应的补偿方法来削弱或者补偿这些扰动的影响相当重要。本文以某型飞行器电动舵机为研究对象,对电动舵机系统中的扰动因素进行研究和分析,并采用基于PI(Proportion-Integral)的改进滑模控制方法和基于径向基神经网络的滑模控制方法,来消除或减小摩擦和间隙所带来的不利影响,以提高系统的跟踪精度。本论文的研究工作主要从以下几方面展开:(1)设计了电动舵机系统的总体方案,包括采用滚珠丝杠式的机械传动方案及速度位置双环控制方案。然后,对电动舵机系统的负载特性、负载匹配、机电时间常数、功率等进行了详细的分析,并对滚珠丝杠减速机构德尔减速比进行了分析设计。最后,对电动舵机系统的设计参数进行了负载及带宽能力的校核。(2)考虑到间隙、摩擦等扰动因素,论文对电动舵机系统的摩擦及间隙进行研究,建立摩擦及间隙模型,并结合实际测试数据分析摩擦及间隙对电动舵机系统性能的影响。(3)针对电动舵机系统的非线性、快时变、迟滞等特点,设计基于PI的改进滑模控制器,为提高舵机系统对扰动的抑制能力,对滑模控制器的趋近律进行改进设计,大幅缩减了控制延迟,同时针对滑模控制器自身的抖振问题,引入开关函数和饱和函数,实现分层控制。同时,为了降低系统对补偿值精度的要求,将滑模控制器产生的补偿值作为速度环输入量,参与到速度环的迭代计算中,降低了对补偿值精度的需求。最终实现了提高电动舵机系统动态性能的同时保证其稳态性能的目的。(4)针对基于PI的改进滑模控制算法抗扰动范围有限且需要精确数学模型的问题,论文提出了基于径向基神经网络的滑模控制算法,对系统确定部分采用滑模控制算法计算得到等效控制量,对系统不确定部分采用径向基神经网络进行逼近得到切换函数控制量,既提高电动舵机系统的抗扰动性能,又削弱了滑模控制的抖振。(5)针对径向基网络的权值需在线学习,不易于工程实践,且存在“维度灾难”的问题,提出了基于最小参数法的径向基滑模控制方法,采用最小参数学习法代替网络权值学习算法,将网络权值转化为单参数进行调整,大幅简化控制算法,并在李亚普诺夫意义上证明其稳定性。(6)最后,基于DSP28335搭建了电动舵机系统实验平台,分别采用Proportion-Integral-Derivative(PID)控制器、基于PI的改进滑模控制器、基于最小参数法的径向基滑模控制器对电动舵机系统进行控制,验证控制策略的可行性。由实验结果可知,在1°以上大角度情况下,上述三种控制算法均能较好的控制电动舵机跟随舵偏指令,但在0.1°小角度情况下,PID控制算法存在较大的位置跟踪误差、位置跟踪平顶及速度死区现象,同时存在0.079°、14.7Hz弹道极限环震荡。而采用基于PI的改进滑模算法和基于最小参数法的径向基滑模控制算法分别将位置平顶时间从64ms降低至12ms和9ms,位置跟踪误差从0.123°降低至0.029°和0.04°,大幅提高位置跟踪精度,同时,弹道抖动频率及幅值分别降低至0.028°、10.4Hz和0.034°、6.8Hz,且无极限环震荡现象。研究表明,所提出的电动舵机系统及控制方案可行,能较好抑制扰动影响,提高电动舵机系统的跟踪精度,抑制弹道极限环震荡。论文研究成果对今后的电动舵机系统的研究和研制工作都具有一定的参考及借鉴作用,对今后的进一步研究也具有一定的参考价值。
冯姣[4](2020)在《基于Web的飞行仿真系统的研究与实现》文中指出在飞行器设计过程中,运用虚拟仿真技术构建可视化平台来辅助问题分析和设计改进,减少研究成本的投入,已成为当前最有效可行的途径之一。随着研究的逐步深入,信息交流范围的逐步扩大,已有仿真系统越来越难以满足不同领域、不同地域人员之间日益扩大的协同交流的实际需求,如何打破传统仿真系统在使用条件方面的限制,构建网络化、服务化、通用化的仿真系统,为用户提供更加灵活开放的仿真服务,是当前飞行仿真方面的一个关键问题。针对上述问题,本文将飞行器设计领域与仿真技术、Web技术相结合,构建基于Web的飞行仿真系统,形成从飞行器轨迹控制到三维可视化服务的开放性仿真系统。该系统以吸气式高超声速飞行器为研究对象,利用前期研究过程建立纵向气动力模拟,根据飞行器上升、巡航、下降过程中不同的动力学特征和性能指标,建立运动学方程,并分别使用动态逆方法、解微分方程组和粒子群算法对上升段、巡航段、下降段进行建模与仿真控制,完成飞行器轨迹控制。同时采用Three.js三维引擎,分别对飞行场景中的飞行环境、飞行器实体以及尾焰特效进行模型构建,并在此基础上,结合飞行器控制模块,使模型在飞行器轨迹数据的驱动下进一步生成飞行任务的动态模拟。最后,针对飞行仿真系统中的视点控制技术进行研究,采用Agent系统的设计思想,结合运动摄影的拍摄手法,设计热点事件监控智能体、观察方式控制智能体以及观察目标控制智能体,实现视点在飞行仿真系统中的自动规划和平滑过渡,丰富模拟场景的视觉效果。基于Web的飞行仿真系统的实现,不仅为高超声速飞行器的性能评估提供了一个有效途径,同时证明了Web技术与仿真技术有机结合的可行性,使用户在仿真过程中能够有更加开放、灵活、高效的使用体验。
王森[5](2020)在《基于机器学习的弹道落点预测研究》文中提出在现代战争中,对弹道落点进行准确快速预测是提高弹丸射击精度的关键,也是对弹道进行修正和制导的前提。传统的弹道落点预测方法是通过数值积分法解算弹道方程来得到弹道落点。然而,要想获得精度较高的解算值,就需要较小的积分步长和较复杂的弹道模型,这会使弹道落点的解算时间增长,也会增加弹丸飞行状态参数的获取难度。如何在较为容易获取弹丸飞行状态参数的情况下对弹丸的落点进行准确且快速的预测就成了值得研究的问题。因此,本文结合机器学习理论,将弹丸的飞行状态参数作为机器学习模型的输入特征,将弹丸的落点信息作为机器学习模型的输出,来建立不显式计算弹道方程的落点预测模型。文中建立了两种基于机器学习的弹道落点预测模型,BP神经网络预测模型和支持向量机预测模型。前者是基于连接主义的机器学习模型,后者是基于统计学习理论的机器学习模型。通过仿真依次研究了当前飞行状态参数采集点以及与其前面1~4个采集点结合时,两种机器学习模型的弹道落点预测情况。结果表明,两种模型中落点的预测误差并不是随着采集点数的增加而一直减小:当采集点数为2时,BP神经网络模型的预测误差最小;当采集点数增加时,支持向量机模型的预测误差变化不大。在实际应用中可以合理地选择飞行状态参数采集点数,以便能更快并且更准确地预测落点。两种模型对横偏的预测误差均小于对射程的预测误差,并且都能较为准确地预测射程和横偏。BP神经网络模型射程预测和横偏预测的均方根误差分别为3.83m和0.95m,射程预测误差和横偏预测误差的最大值分别为10.04m和2.71m;支持向量机模型射程预测和横偏预测的均方根误差分别为7.05m和1.11m,射程预测误差和横偏预测误差的最大值分别为14.52m和2.32m。同时,对两种模型的弹道落点预测时间进行统计,结果表明两者的预测时间均短于数值积分六自由度弹道方程所用的时间。文中还基于粒子群优化算法对BP神经网络模型和支持向量机模型的模型参数进行了寻优,仿真结果表明寻优后两种模型的预测性能均得到了一定程度的提升。因此,本文建立的两种机器学习预测模型都能较为准确快速地预测弹道落点,可以为实际应用提供一定的参考。
景羿铭[6](2020)在《空天飞行器多源冗余容错导航关键技术研究》文中认为空天飞行器是指具有航天器和航空器两种功能的新型飞行器,其从地面通过助推器发射到轨道空间,完成任务并长时间在轨运行,最后到达再入点返回地球。空天飞行器无需地面遥控,全程依靠自主独立的导航控制系统进行相应的操作,这就需要设计一种可适应空天飞行器跨空天飞行的自主导航系统,从而对导航系统的自主性、可靠性和环境自适应性提出了更高的要求。目前的导航方法大多按照固定的任务场景进行设计和实现,还无法满足空天飞行器全程自主导航的应用需求。迫切需要开展适应空天飞行器跨空天飞行的导航系统实现方法研究,设计适应空天飞行器跨空天飞行的导航总体方案和相应的导航算法,以满足空天飞行器跨空天飞行时高适应性、高精度、高自主性的导航需求。为此,本文以空天飞行器的不同飞行阶段工作模式为基础,结合不同飞行阶段对导航性能的需求,提出了跨空天飞行的多源冗余导航系统总体方案,并针对该方案中的导航切换算法、多源冗余容错算法等关键技术进行了针对性研究。论文分析了空天飞行器全弹道飞行特点,针对空天飞行器全弹道飞行不同阶段对导航的需求,设计了基于导航传感器冗余配置的多源信息融合导航系统总体方案,推导建立了适应跨空天飞行的导航系统切换模型,以此为基础,建立了相应的多源信息融合导航系统状态和量测数学模型,设计了不同飞行阶段下的导航系统模型切换算法,为后续的冗余容错导航方法研究奠定了基础。针对空天飞行器跨空域飞行对导航系统高可靠性的要求,设计了基于多源信息融合的多余度导航系统。提出了基于多级滤波框架的空天飞行器多源冗余容错导航系统实现结构,简化了余度容错导航系统实现形式;针对多余度导航系统实现结构形式对软故障的处理敏感度较低的问题,设计了基于残差及其变化率的模糊容错算法,增强了对软故障的敏感度并进一步提高了导航系统精度。针对空天飞行器高速再入阶段,由于黑障区影响,惯性导航系统无法有效获取其他辅助导航系统的信息进行误差修正,导致误差增大的问题,提出了基于极限学习机的智能导航方法;在进入黑障区之前利用天文导航系统快速估计和修正惯性导航系统的姿态误差,保证姿态信息的准确性,结合极限学习机的学习能力和快速预测能力,迅速准确的得到惯性导航系统的实时误差修正值,有效提升了黑障区导航系统的性能。最后还设计并实现了基于STK的空天飞行器多源冗余容错导航仿真验证平台,该平台通过STK模拟高逼真的空天飞行器飞行航迹,对提出的导航系统切换算法、多源冗余容错重构算法和基于极限学习机的智能导航算法进行了仿真验证,结果表明本文所提出的导航方法能够有效满足空天飞行器跨空天飞行时的导航性能需求,为空天飞行器的高性能导航提供了有益的参考。
李久弘[7](2020)在《枪弹智能设计及计算分析》文中研究表明枪弹是各类武器中应用最广,消耗最多的一种弹药,同时也是武器系统最核心的部分之一。枪弹设计不单单是一个工程设计过程,而是一个包括论证、设计、实验在内的研制过程。目前我国对枪弹的设计基本上采用的是人工试凑法,设计效率低且周期长,制约了我国新型弹形的研制。本文针对如何提高枪弹设计效率,对新型8.6mm枪弹展开研究,借助于某轻武器研究所和兵工厂的枪弹设计专家的设计知识,利用面向对象C#语言开发了枪弹智能设计系统。本文对枪弹弹形设计过程中用到的复杂的知识进行归纳与总结,把弹头分为顶部、弧形部、圆柱部、底部四个部分,整理出了智能设计系统需要用到的每个部分的设计规则,将规则集存进知识库中。本文对空中枪弹性能校核展开分析,将复杂的性能校核部分简化成可计算的稳定性、强度和威力三部分;对于性能校核不合格的弹形,基于不合格部分进行弹形修改;直至达到理想弹形。本文基于面向对象C#语言,面向用户实现弹形设计,计算校核,弹形修改功能,完成枪弹智能设计与计算分析系统的开发。本系统的开发将枪弹专家大量的枪弹设计知识应用到智能设计上,并将计算分析与修改弹形统一起来,提升了枪弹设计的创新性和研发效率。本文的枪弹智能设计与计算分析系统已经完成专家系统和修改方案的设计,并已试运行供相关合作单位使用。
杨超[8](2020)在《基于永磁电机驱动的二维修正控制方法研究》文中研究表明国际上现代科学技术发展的越来越快,信息化、智能化等方面也逐渐成为各国所重视的研究内容,各国武器装备都发生了巨大的变化,尤其是纵观近现代的战争,使用在战场上的武器弹药杀伤力越来越大,打击精度也是越来越精确。二维修正技术可以降低武器弹药成本、提高打击精度,因此,世界各国对二维修正技术越来越重视。为了对二维修正技术更加深入的研究,本文通过研究二维修正方法以及应用弹道模拟仿真分析技术,着重研制能够提供足够大力矩与转速相匹配的永磁电机,根据舵机的旋转受力情况,给出了永磁电机控制方案。搭建实验平台,采用编码器对永磁电机的转角、转速进行解算,通过实验测得的数据,验证永磁电机的可行性,进而提出了二维修正控制策略。本文主要对永磁电机进行设计与控制,永磁电机是二维修正核心驱动部件,永磁电机转角、转速直接决定二维修正弹道的修正效果。本文通过研制一款适合高动态下使用的二维修正永磁电机,对永磁电机的结构、转速及电机力矩进行分析。采用SPWM实现永磁电机控制,分析驱动系统各组成部分及主要工作特性,搭建出永磁电机驱动电路。研制能够在高动态下使用的编码器,进行电机转速与转角的解算,实现永磁电机的闭环控制。根据二维修正弹道偏航程度和修控指令,通过GPS定位系统和地磁传感器解算的信息,使控制电机达到预定的转角、转速,编制出适合二维修正的永磁电机转停控制方案,对控制程序算法进行研究与实验,根据测得的数据表明,达到了良好的控制效果,适用于二维修正控制,为以后二维修正弹打靶试验提供了有效的理论依据。
曹润铎[9](2020)在《某小型机载制导弹药弹道优化设计及发射过程研究》文中研究表明在武器装备的研制过程中,由于机载平台的特殊性,机载主动防御系统一直是研究较为欠缺的领域。但是随着大型空中平台在现代战争中面临的威胁日益严峻,研究设计一种小型机载主动防御系统已经迫在眉睫。作为一款全新的武器系统,其发射过程的方案设计还存在很多问题。本文以某小型机载主动防御系统为研究背景,通过理论分析与数值模拟,对这一新型武器装备的气动外形和发射系统内弹道参数进行了方案设计,同时开发了两种新型智能优化算法对设计方案进行了优化设计,并且通过数值仿真证明了设计方案的合理性与可行性。进一步地,采用数值模拟方法对该系统发射初始过程进行了模拟计算。具体内容如下:a)根据本文所研究的某小型机载制导弹药总体设计要求,对其气动外形进行了理论分析,初步设计了合适的气动布局与尺寸参数。利用工程经验方法,编制了一套小型机载制导弹药气动力计算软件。同时,采用数值模拟计算的方法对气动力软件进行了评估与修正,以提高工程计算方法对气动力参数预测的准确性。进一步地,基于初始设计方案,利用数值计算方法对不同结构的设计方案进行了模拟计算,研究了该小型机载制导弹药气动部件形状参数及安装位置对全弹气动性能的影响。b)根据本文所研究的某小型机载制导弹药总体设计要求,考虑到机载平台的特殊性,提出了一种用于机载平台的高低压垂直弹射发射方式。通过分析该发射方式过程,对高低压内弹道装填参数与结构进行了方案设计。建立了小型机载制导弹药高低压弹射经典内弹道模型,并且编制了内弹道数值计算程序,研究讨论了不同装填条件与发射系统尺寸结构对内弹道性能的影响。c)受到晶体在过饱和溶液中逐渐结晶这一物理现象的启发,提出了一种新型简便的智能优化方法。首先通过数学原理证明了该算法的收敛性和可行性,其次利用十余种不同类型的标准测试函数对算法中的关键参数进行了测试分析,并找出了最佳的参数组合方案。此外,利用测试函数对该算法与几种常见的智能优化算法进行了对比分析,结果表明该算法具有编写简单、收敛速度快等优点。进一步地,基于该算法的计算原理,开发并建立了适用于复杂工程设计的多目标优化计算方法。此外,受到子母弹打击毁伤原理的启发,提出了一种新的改进型粒子群算法,通过引入新的粒子更新规则来对算法进行改进,经过与其他几种改进型粒子群算法相比较,结果证明该算法具有方便简单、计算效率高等优点。d)利用所提出的智能优化方法针对文中所建立的内弹道设计方案进行了优化设计研究,得到了最优的内弹道装填参数与结构参数组合,实现了低膛压条件下的最大弹射初速。此外,利用本文建立的多目标优化设计方法,对小型机载制导弹药气动外形进行了优化设计研究,得到了一系列基于不同评价标准的气动外形最优方案。在此基础上,为了验证气动外形优化设计方案的有效性。文章基于制导控制一体化技术建立了载机—来袭目标—拦截弹三者的整体运动模型,通过对比外弹道飞行过程与控制面变化过程可知,当采用操纵性最佳的设计方案时,整个拦截弹道曲线较为平滑,拦截全程的需用过载最小,表明其对舵机的要求也最低。而采用稳定性最佳的设计方案时,拦截方案弹道全程用时最长,且舵机长时间处于最大舵偏角位置,在飞行过程中可用过载较需用过载有着较大的差距,导致整个过程弹道最为弯曲,不利于最终实施有效的拦截。e)对于本文所研究的垂直式高低压弹射发射装置,由于存在初始来流的影响,其膛口流场与一般发射装置的膛口流场有较大的区别。为了研究发射初始阶段膛口流场的发展过程及其对载机和小型机载制导弹药运动的影响,建立了考虑初始流场、发射筒内火药气体压力分布的模型,使用有限体积法计算了不同来流速度和不同弹出速度下膛口流场的发展过程。结果表明,由于载机运动的影响,膛口流畅具有明显的不对称性,弹体迎风侧的激波强度要强于背风侧激波强度,会导致小型机载制导弹药发生俯仰运动。同时,由于高低压发射方式发射筒内压力较低,其膛口流场的火药气体对载机本身没有过大的负面作用,证明了发射初始阶段载机的安全性。f)为了研究该小型机载制导弹药在初始来流影响下垂直发射分离过程中的运动特点,建立了小型机载制导弹药发射分离过程的运动模型,利用有限体积法结合制导弹药六自由度运动模型,模拟计算了载机不同速度和不同弹出速度条件下弹体在发射初始过程的运动状态。研究结果表明载机运动速度越大时,小型机载制导弹药在发射初始过程受到侧向初始来流的影响越大;弹体初始弹出速度较小时,弹体受到膛口流场的影响更为明显,在膛口流场与侧向来流共同作用下弹体做摆动运动;当初始弹出速度较大时,弹体能够快速脱离膛口流场区域,并且在到达安全点火距离时产生更小的俯仰角与俯仰角速度,有利于发射过程的稳定性。
殷婷婷[10](2020)在《隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转控制系统研究》文中研究说明作为传统炮射旋转弹丸低成本精确化改造的重要思路,隔转鸭舵式弹道修正弹成为了近年来国内外精确打击弹药的研究热点。其中,作为弹道修正的执行机构,鸭舵的滚转姿态探测与控制是实现弹道修正的重要前提和保证。隔转鸭舵式弹道修正弹鸭舵滚转系统具有双旋耦合、非线性、转速时变、弹体高旋、外部随机扰动、小体积等复杂特点,加上低成本限制下传感器的精度、信息量以及抗干扰能力均有限,给鸭舵滚转控制研究提出了难题。为此,本文以数值仿真与试验相结合的方法,围绕隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵的滚转特性建模、滚转姿态测量与控制策略、滚转姿态测量优化方法和滚转姿态控制算法等内容展开了研究。为了精确预测固定鸭舵的动态滚转响应特征,基于数值仿真与试验建立了隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转系统动态模型。根据风洞试验验证的鸭舵准静态气动力模型和地面平台试验建立的Lu Gre摩擦模型,建立了耦合条件下的固定鸭舵滚转系统动力学模型,确立了电磁执行机构的滚转特性和设计需求。基于地面动态试验,得到了电磁执行机构在不同转速和控制参数下的电磁力矩数据库,验证了电磁执行机构的控制能力;获取了电磁执行机构的时域响应特性,结合拉氏变换计算传递函数,建立了包含电磁控制力矩动态响应模型的固定鸭舵滚转控制系统模型。风洞试验结果验证了模型的准确性,系统动力学模型预测误差在±1%以内,控制系统模型预测误差在±1.5%以内。为了实现固定鸭舵的滚转姿态实时测量与控制,提出了基于弹体滚转姿态与鸭舵相对弹体滚转姿态的固定鸭舵滚转姿态间接测量模型,建立了基于并行处理器的三闭环鸭舵滚转测控系统。根据双旋滚转特征,建立了基于霍尔传感器的相对滚转姿态工程测量模型和基于卫星/地磁组合的弹体滚转姿态工程解算模型,分析了各项因素对解算误差的影响规律。基于固定鸭舵的滚转控制原理,建立了基于并行处理器的隔转鸭舵式弹道修正弹鸭舵滚转控制系统,利用地面半实物仿真试验平台完成了固定鸭舵的滚转姿态探测与控制试验,验证了测控系统的可行性。为了获得高精度的鸭舵滚转姿态反馈,分别重点研究了弹体和鸭舵相对弹体的滚转姿态测量优化方法。研究了基于小波分析方法的地磁序列消噪方法,根据离线确定的小波函数和在线自适应确定的小波分解重构水平提取仅与弹体滚转相关的地磁序列,继而提出了一种基于改进滚动时域估计与无迹卡尔曼滤波算法的弹体滚转姿态优化估计算法。针对工程解法在高动态下测量相对滚转姿态的滞后性,利用线性近似的固定鸭舵相对弹体滚转运动模型精确求解相对滚转姿态。基于地面试验平台,完成了对鸭舵滚转姿态测量优化方法的试验验证。为了实现固定鸭舵滚转控制系统的快速、高精度及鲁棒性控制,首先,提出了一种基于输出反馈型扩张状态观测器的鸭舵滚转角速率直接模型预测控制方法,扩张状态观测器估计系统扰动并以前馈补偿的方式融入控制器设计,结合舵翼滚转模型实现滚转状态预测和控制,在转速更新时间间隔内对非线性参数进行线性化处理,将复杂的积分遍历运算转换为低阶函数直接求解问题,结果表明:该方法能快速准确地对状态和干扰进行估计,角速率控制响应具有精度高、响应快的特点;另外,提出了一种基于连续可微Lu Gre摩擦模型的鸭舵滚转位置鲁棒自适应控制方法,通过对未建模扰动的上界进行自适应估计,设计了扰动补偿鲁棒反馈项;通过对摩擦、气动以及控制力矩参数进行在线自适应估计,并结合摩擦补偿设计了自适应控制律,降低了系统对参数不确定性及时变扰动的敏感度,结果表明:该方法能准确地对时变参数和扰动进行估计和补偿,鸭舵滚转位置控制精度高、稳定性好、鲁棒性强。为了检验鸭舵滚转动态模型、鸭舵滚转姿态探测与控制方法的有效性,完成了基于炮射试验平台的鸭舵滚转测量与控制性能验证试验。将弹丸飞行参数输入模型,将仿真得到的鸭舵滚转动态曲线与试验曲线进行对比,验证了固定鸭舵滚转系统模型的有效性。将优化后的鸭舵滚转姿态数据与直接观测结果进行对比,优化方法具有更好的稳定性和精度。仿真研究了基于扩张状态观测器的舵翼转速预测控制算法和基于改进Lu Gre摩擦模型的鲁棒自适应控制算法,对比结果表明:基于扩张状态观测器的舵翼转速预测控制算法控制响应最快且控制效果最好,基于改进Lu Gre摩擦模型的鲁棒自适应控制算法的稳定性和精度更高。根据隔转鸭舵式弹道修正弹的修正精度和落点分布特征,进一步验证了隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转控制系统的性能。
二、一种智能弹道参数测试系统研制(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种智能弹道参数测试系统研制(论文提纲范文)
(1)基于地磁/MEMS陀螺信息融合的旋转弹药姿态估计技术(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 弹载姿态测试关键技术及测试方法分析 |
1.2.1 制导炮弹姿态测试环境及关键技术分析 |
1.2.2 弹载姿态测试方法分析 |
1.3 国内外研究现状及发展动态分析 |
1.3.1 陀螺仪的发展现状 |
1.3.2 磁传感器的发展现状 |
1.3.3 制导弹药姿态测量技术发展现状 |
1.3.4 地磁/陀螺传感参数标定技术现状 |
1.3.5 基于多源信息融合的弹药姿态实时估计技术 |
1.3.6 旋转弹姿态测量的关键技术 |
1.4 主要研究内容及论文结构安排 |
第2章 旋转弹药外弹道模型与弹载传感信息理想模型 |
2.1 坐标系统及相互间的转换 |
2.1.1 描述弹体运动的坐标系定义 |
2.1.2 坐标系参数间的几何关系 |
2.2 旋转弹药外弹道模型 |
2.2.1 旋转弹体动力学方程 |
2.2.2 旋转弹运动学方程 |
2.2.3 有控飞行段的弹体控制方程 |
2.3 弹载地磁/陀螺信息理想模型 |
2.3.1 弹载地磁信息理想模型 |
2.3.2 弹载陀螺信息理想模型 |
2.4 典型旋转弹药外弹道模型计算机仿真 |
2.4.1 无控抛物线空气弹道及弹载传感器仿真 |
2.4.2 机动飞行空气弹道及弹载传感器仿真 |
2.5 本章小结 |
第3章 弹载地磁/MEMS陀螺传感信息分析与建模 |
3.1 弹载三轴磁传感器测量模型分析 |
3.1.1 三轴磁传感器制造误差机理分析与建模 |
3.1.2 磁传感信息与弹体系间机械对准误差角机理分析与建模 |
3.2 弹体磁干扰误差机理分析与建模 |
3.2.1 弹载干扰磁场源分析 |
3.2.2 弹载干扰磁场特性 |
3.3 弹载磁传感矢量信息综合模型 |
3.4 弹载MEMS陀螺传感测量误差模型 |
3.4.1 弹载MEMS陀螺发射过载后功能退化 |
3.4.2 弹载MEMS陀螺输出等效数学模型 |
3.5 本章小结 |
第4章 弹载地磁/微陀螺快速标定技术 |
4.1 弹载地磁传感等效模型的正交化分解 |
4.2 基于椭球拟合算法的弹载地磁传感标准正交化标定 |
4.2.1 椭球拟合标定算法理论分析 |
4.2.2 弹载地磁传感标准正交化标定 |
4.2.3 试验验证及分析 |
4.3 基于三位置法的弹载磁传感器对准误差标定 |
4.3.1 弹载磁传感器对准误差标定方法分析 |
4.3.2 对准误差角现场快速标定及补偿算法 |
4.3.3 三位置法对准误差标定算法误差分析 |
4.3.4 基于弹载磁传感模型参数的地磁场数据获取 |
4.3.5 试验验证及分析 |
4.4 基于地磁信息的弹载微陀螺在线标定 |
4.4.1 地磁矢量的哥氏定理 |
4.4.2 基于地磁信息的弹载MEMS陀螺退化参数在线估计方法 |
4.4.3 试验验证及分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于弹道模型/地磁/微陀螺信息的弹体姿态实时估计 |
5.1 自由飞行段纯地磁测姿算法 |
5.1.1 单历元的地磁测姿算法 |
5.1.2 基于地磁/弹道特征信息的EKF姿态估计算法 |
5.2 机动飞行段的地磁/微陀螺信息融合姿态估计算法 |
5.2.1 基于地磁/陀螺/弹道特征信息融合的弹体全姿态估计算法 |
5.2.2 改进型EKF弹体姿态信息实时估计 |
5.3 弹体姿态估计算法仿真试验及分析 |
5.3.1 无控抛物线空气弹道仿真试验 |
5.3.2 针对地面机动目标的机动弹道仿真试验 |
5.3.3 针对空中机动目标的机动弹道仿真试验 |
5.3.4 各姿态估计算法实时性分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文主要工作 |
6.2 研究工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
致谢 |
(2)9mm警用智能手枪设计与自动机动力学仿真(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 国内外发展趋势 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 9mm警用智能手枪总体方案设计 |
2.1 设计要求 |
2.2 自动机方案设计 |
2.2.1 手枪常用自动方式分析 |
2.2.2 自动方式方案确定 |
2.3 闭锁机构方案设计 |
2.3.1 手枪常用开闭锁机构分析 |
2.3.2 闭锁机构方案确定 |
2.4 弹匣方案设计 |
2.4.1 常见的手枪弹匣分析 |
2.4.2 弹匣方案设计 |
2.5 电击发机构方案设计 |
2.5.1 常见电击发机构分析 |
2.5.2 电击发机构方案确定 |
2.6 枪弹身份识别模块方案设计 |
2.7 单发控制方案设计 |
2.8 射手身份识别模块方案设计 |
2.9 本章小结 |
3 9mm警用智能手枪内弹道仿真 |
3.1 经典内弹道多参数均值法仿真 |
3.1.1 基本假设 |
3.1.2 发射药药型系数的计算 |
3.1.3 内弹道模型的建立 |
3.1.4 主要内弹道参数的取值 |
3.1.5 内弹道仿真 |
3.2 经典内弹道多参数粒子群法仿真 |
3.2.1 粒子群算法理论 |
3.2.2 基本粒子群算法 |
3.2.3 基本粒子群算法流程 |
3.2.4 改进惯性权重?和学习因子、 |
3.2.5 内弹道仿真 |
3.3 本章小结 |
4 9mm警用智能手枪结构设计 |
4.1 枪管结构设计 |
4.1.1 线膛结构设计 |
4.1.2 枪管的壁厚确定 |
4.1.3 膛口部壁厚确定 |
4.2 枪管节套结构设计 |
4.3 复进簧结构设计 |
4.3.1 选择弹簧结构参数和簧丝截面形状 |
4.3.2 确定簧丝的截面尺寸、 |
4.3.3 确定弹簧工作圈数n |
4.3.4 计算弹簧的刚度k |
4.4 套筒结构设计 |
4.5 闭锁块结构设计 |
4.6 电击发机构结构设计 |
4.6.1 电击针头 |
4.6.2 探针 |
4.6.3 推杆 |
4.6.4 止动杆 |
4.6.5 限位筒 |
4.7 套筒座结构设计 |
4.8 弹匣结构设计 |
4.9 托弹簧设计 |
4.10 手动保险 |
4.11 智能手枪弹电底火设计 |
4.11.1 MSP430 处理单元 |
4.11.2 NFC通讯模块 |
4.11.3 电源模块 |
4.11.4 加热桥丝控制电路 |
4.12 枪弹身份识别模块设计 |
4.12.1 电源模块 |
4.12.2 击发模组主控芯片 |
4.12.3 NFC通讯模块 |
4.12.4 击发控制模块 |
4.12.5 枪弹对码过程 |
4.13 智能手枪单发控制程序 |
4.14 射手身份识别模块设计 |
4.14.1 蓝牙手环硬件选型 |
4.14.2 蓝牙手环主处理芯片 |
4.14.3 蓝牙手环电源模块 |
4.14.4 蓝牙手环通信模块 |
4.14.5 套筒座内控制模组硬件选型 |
4.14.6 套筒座控制模组主处理芯片 |
4.14.7 套筒座控制模组升压模块 |
4.14.8 直流推拉式电磁铁 |
4.15 智能手枪总体结构 |
4.16 本章小结 |
5 9mm警用智能手枪有限元分析及结构优化 |
5.1 智能手枪枪管组件强度校核 |
5.1.1 定义材料 |
5.1.2 导入枪管组件模型 |
5.1.3 网格划分 |
5.1.4 添加载荷和约束 |
5.1.5 结果后处理 |
5.2 闭锁机构在发射时的强度计算 |
5.2.1 闭锁支撑面强度计算 |
5.2.2 闭锁卡槽强度验算 |
5.3 闭锁机构的闭锁间隙及其分析计算 |
5.3.1 闭锁机构的闭锁间隙 |
5.3.2 闭锁间隙分析计算 |
5.4 基于dams设计探索方法的闭锁块优化设计 |
5.4.1 仿真模型的建立 |
5.4.2 参数化闭锁块 |
5.4.3 设计变量的灵敏度 |
5.4.4 试验设计 |
5.4.5 优化计算 |
5.4.6 闭锁块尺寸 |
5.5 扳机柔性体强度分析 |
5.5.1 在ANSYS Workbench中生成.dat 文件 |
5.5.2 从ANSYS APDL界面中输出.mnf 文件 |
5.5.3 用.mnf 文件创建柔性扳机保险 |
5.5.4 柔性扳机保险受力分析 |
5.6 本章小结 |
6 9mm警用智能手枪自动机动力学仿真与分析 |
6.1 建立智能手枪三维模型 |
6.2 基本假设 |
6.3 ADAMS中仿真模型的创建 |
6.3.1 模型的导入与定义 |
6.3.2 运动副约束的添加 |
6.3.3 各零部件接触的添加 |
6.3.4 载荷的添加 |
6.3.5 虚拟样机初步验证 |
6.4 智能手枪自动机仿真与分析 |
6.4.1 自动机运动过程分析 |
6.4.2 枪管组件的运动特性分析 |
6.4.3 套筒的运动特性分析 |
6.4.4 抛壳路径与供弹路径分析 |
6.5 本章小结 |
7 总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
致谢 |
(3)电动舵机系统扰动分析与控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 论文研究背景及意义 |
1.2 电动舵机研究概况 |
1.2.1 电动舵机发展概况 |
1.2.2 电动舵机系统关键技术发展概况 |
1.3 电动舵机系统控制策略研究概况 |
1.4 主要研究内容及结构安排 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 论文结构安排 |
第二章 电动舵机系统设计与分析 |
2.1 引言 |
2.2 系统指标与设计要求 |
2.2.1 电动舵机系统设计要求 |
2.2.2 主要技术指标 |
2.3 电动舵机系统总体方案设计 |
2.3.1 系统组成 |
2.3.2 电动舵机系统传动方案 |
2.3.3 电动舵机系统控制方案 |
2.4 电动舵机系统参数设计 |
2.4.1 输入信号的分析确定 |
2.4.2 电机负载分析 |
2.4.3 机电参数选择 |
2.4.4 滚珠丝杠参数设计 |
2.4.5 电动舵机基本参数校核 |
2.5 本章小结 |
第三章 电动舵机系统扰动分析与建模 |
3.1 引言 |
3.2 电动舵机数学模型 |
3.2.1 电动舵机系统工作原理 |
3.2.2 伺服电机数学模型 |
3.2.3 伺服电机驱动器数学模型 |
3.2.4 电动舵机线性数学模型 |
3.3 系统扰动源分析 |
3.3.1 间隙扰动问题 |
3.3.2 摩擦扰动问题 |
3.4 间隙扰动分析 |
3.4.1 电动舵机系统间隙模型分析 |
3.4.2 间隙幅值辨识研究 |
3.4.3 间隙影响分析 |
3.5 摩擦扰动分析 |
3.5.1 电动舵机系统摩擦模型分析 |
3.5.2 摩擦影响分析 |
3.6 扰动引发的平顶问题分析 |
3.6.1 间隙对平顶问题的影响分析 |
3.6.2 摩擦对平顶问题的影响分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 基于PI的改进滑模控制策略研究 |
4.1 引言 |
4.2 含扰动的数学模型 |
4.3 基于PI的改进滑模控制策略 |
4.3.1 PID控制器设计 |
4.3.2 改进的滑模控制器设计 |
4.3.3 滑模面的存在性及可达性验证 |
4.3.4 仿真分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于径向基网络的滑模控制策略研究 |
5.1 引言 |
5.2 RBF网络概述 |
5.2.1 RBF网络原理 |
5.2.2 径向基函数原理 |
5.3 基于RBF的滑模控制器设计 |
5.3.1 系统描述 |
5.3.2 等效控制器设计 |
5.3.3 RBF网络控制器设计 |
5.3.4 稳定性分析 |
5.3.5 数值仿真及结果分析 |
5.4 改进的RBF滑模控制器设计 |
5.4.1 改进的RBF网络控制器设计 |
5.4.2 稳定性分析 |
5.4.3 数值仿真及结果分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 电动舵机系统实验与分析 |
6.1 引言 |
6.2 电动舵机系统实验平台 |
6.2.1 实验平台组成及工作原理 |
6.2.2 电动舵机辅助测试系统 |
6.2.3 数据处理分析系统 |
6.3 电动舵机系统性能测试 |
6.3.1 正弦跟踪性能测试 |
6.3.2 阶跃跟踪性能测试 |
6.3.3 带宽性能测试 |
6.3.4 总体半物理联调测试 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 全文创新性工作 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)基于Web的飞行仿真系统的研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
1.3 研究目的和内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 论文组织结构 |
2 基于Web的飞行仿真系统概述 |
2.1 系统需求和总体要求 |
2.2 系统设计方案 |
2.3 系统技术方案 |
2.4 本章小结 |
3 飞行器轨迹控制 |
3.1 大气模型 |
3.2 纵向气动力建模 |
3.3 飞行器动力学方程 |
3.4 飞行器轨迹解算与仿真 |
3.4.1 动态逆方法求解上升段轨迹 |
3.4.2 解微分方程组求解巡航段轨迹 |
3.4.3 粒子群算法求解下降段轨迹 |
3.5 仿真结果与分析 |
3.5.1 上升巡航段弹道仿真分析 |
3.5.2 无动力滑翔下降段弹道仿真分析 |
3.6 本章小结 |
4 飞行仿真三维场景构建 |
4.1 WebGL和 Three.js |
4.2 飞行器实体与飞行环境的构建 |
4.2.1 飞行环境的构建 |
4.2.2 飞行器实体模型的构建 |
4.3 尾焰特效模拟 |
4.3.1 粒子系统概述 |
4.3.2 基于粒子系统的尾焰特效模拟 |
4.4 仿真场景动态驱动 |
4.5 本章小结 |
5 视点智能控制 |
5.1 视点智能控制概述 |
5.2 热点事件监控智能体 |
5.3 观察方式控制智能体 |
5.4 观察目标控制智能体 |
5.5 智能视点控制流程 |
5.6 本章小结 |
6 系统测试 |
6.1 测试环境 |
6.2 测试结果与分析 |
6.2.1 系统功能测试 |
6.2.2 系统兼容性测试 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(5)基于机器学习的弹道落点预测研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 弹道落点预测研究概况 |
1.3 机器学习研究概况 |
1.3.1 机器学习的发展历程 |
1.3.2 机器学习的分类 |
1.4 本文的主要研究内容 |
1.5 本文的结构安排 |
2 弹丸飞行动力学模型 |
2.1 常用坐标系及坐标系转换 |
2.1.1 常用坐标系 |
2.1.2 各坐标系间的转换 |
2.2 作用在弹丸上的力和力矩 |
2.2.1 相对气流速度和相对攻角 |
2.2.2 作用在弹丸上的力 |
2.2.3 作用在弹丸上的力矩 |
2.3 弹丸运动方程组的建立 |
2.3.1 弹丸运动方程的一般形式 |
2.3.2 六自由度刚体弹道方程 |
2.4 本章小结 |
3 基于BP神经网络的弹道落点预测 |
3.1 人工神经元 |
3.2 BP神经网络基本原理 |
3.2.1 BP神经网络原理 |
3.2.2 标准BP算法的改进 |
3.3 数据集和评价指标的建立 |
3.3.1 数据集的划分 |
3.3.2 数据标准化 |
3.3.3 预测性能评价指标 |
3.4 网络的结构和训练 |
3.4.1 网络结构的确定 |
3.4.2 网络的训练过程 |
3.5 仿真分析 |
3.5.1 不同采集点数的预测分析 |
3.5.2 预测时间分析 |
3.6 本章小结 |
4 基于支持向量机的弹道落点预测 |
4.1 统计学习理论 |
4.1.1 VC维理论 |
4.1.2 结构风险最小化原则 |
4.2 分类支持向量机 |
4.2.1 最优超平面 |
4.2.2 软间隔 |
4.2.3 核函数 |
4.3 回归支持向量机 |
4.4 模型超参数的选择 |
4.4.1 交叉验证 |
4.4.2 网格搜索 |
4.5 仿真分析 |
4.5.1 不同采集点数的预测分析 |
4.5.2 预测时间分析 |
4.6 本章小结 |
5 基于粒子群优化算法优化的弹道落点预测 |
5.1 粒子群优化算法基本原理 |
5.2 粒子群优化算法主要流程 |
5.3 粒子群优化算法优化的BP神经网络仿真分析 |
5.4 粒子群优化算法优化的支持向量机仿真分析 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 本文的主要工作 |
6.2 进一步研究的展望 |
致谢 |
参考文献 |
(6)空天飞行器多源冗余容错导航关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 空天飞行器国内外研究现状 |
1.2.2 多源冗余容错导航技术国内外研究现状 |
1.3 课题研究的目的与意义 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 空天飞行器自主导航系统总体方案及组合导航建模方法 |
2.1 引言 |
2.2 空天飞行器自主导航系统总体方案设计 |
2.2.1 空天飞行器全弹道飞行模式分析 |
2.2.2 空天飞行器全弹道飞行导航需求分析 |
2.2.3 空天飞行器多源导航系统总体配置方案设计 |
2.2.4 空天飞行器多余度多源冗余容错导航系统总体架构设计 |
2.3 空天飞行器全程飞行各阶段导航系统误差模型 |
2.3.1 空天飞行器发射段导航系统误差模型 |
2.3.2 空天飞行器在轨段导航系统误差模型 |
2.3.3 空天飞行器再入段导航系统误差模型 |
2.4 空天飞行器不同飞行阶段导航系统切换算法 |
2.4.1 空天飞行器不同飞行阶段导航系统切换分析 |
2.4.2 发射阶段与在轨阶段导航切换算法 |
2.4.3 在轨阶段与再入阶段导航切换算法 |
2.5 空天飞行器不同飞行阶段导航系统切换算法仿真及分析 |
2.5.1 仿真设置 |
2.5.2 空天飞行器不同飞行阶段导航系统切换算法仿真分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 空天飞行器多源冗余容错导航方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 空天飞行器多源冗余容错导航系统结构设计 |
3.2.1 空天飞行器余度技术分析 |
3.2.2 空天飞行器多源冗余容错导航系统结构总体设计 |
3.3 空天飞行器多余度导航系统配置下的模糊容错算法 |
3.3.1 多余度容错导航系统导航信息预处理算法 |
3.3.2 基于残差及其变化率的模糊评估算法 |
3.3.3 基于模糊评估的容错算法 |
3.4 空天飞行器多源冗余容错导航算法仿真分析 |
3.4.1 仿真设置 |
3.4.2 多余度导航系统配置下的模糊容错导航系统仿真分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 空天飞行器黑障区基于极限学习机的智能导航方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于极限学习机的黑障区智能导航算法 |
4.2.1 空天飞行器黑障区域飞行导航问题分析 |
4.2.2 黑障区智能导航算法总体框架 |
4.2.3 进入黑障区前天文导航系统姿态修正 |
4.2.4 黑障区内基于极限学习机的智能导航算法 |
4.3 基于极限学习机的黑障区智能导航算法仿真分析 |
4.3.1 仿真设置 |
4.3.2 基于极限学习机的黑障区智能导航算法仿真验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 空天飞行器多源冗余容错导航仿真平台设计与实现 |
5.1 引言 |
5.2 空天飞行器多源冗余容错导航仿真平台结构设计 |
5.2.1 空天飞行器多源冗余容错导航仿真平台功能分析 |
5.2.2 空天飞行器多源冗余容错导航仿真测试平台总体设计方案 |
5.3 空天飞行器多源冗余容错导航算法仿真平台实现 |
5.4 空天飞行器多源冗余导航算法测试验证 |
5.4.1 空天飞行器不同飞行阶段导航切换算法测试 |
5.4.2 空天飞行器多源冗余容错重构算法测试 |
5.4.3 空天飞行器黑障区智能导航算法 |
5.5 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
(7)枪弹智能设计及计算分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.1.1 课题研究的背景 |
1.1.2 课题来源与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 本文主要研究内容及章节安排 |
第2章 系统总体方案设计及支撑支持 |
2.1 系统功能需求 |
2.2 枪弹智能设计及计算分析系统的总体设计 |
2.2.1 枪弹智能设计及计算分析系统的整体架构 |
2.2.2 枪弹智能设计及计算分析系统的总体设计 |
2.3 枪弹智能设计及计算分析系统的支撑技术 |
2.3.1 Visual Studio2013 编程技术 |
2.3.2 Mysql8.0 数据库 |
2.3.3 Mysql与 Visual Studio2013 的连接 |
2.3.4 枪弹弹形参数化设计 |
2.4 本章小结 |
第3章 枪弹设计规则的归纳与总结 |
3.1 设计规则表示及组织 |
3.2 枪弹结构特征参数的选取 |
3.3 枪弹顶部设计分析 |
3.3.1 枪弹受阻分析 |
3.3.2 枪弹顶部设计规则的组织 |
3.4 枪弹弧形部设计分析 |
3.4.1 选择弹形的目的 |
3.4.2 枪弹弧形部母线形状 |
3.4.3 弧形部的钝化 |
3.4.4 弧形部设计规则的组织 |
3.5 枪弹弹头圆柱部设计分析 |
3.5.1 圆柱部长度 |
3.5.2 圆柱部端径 |
3.6 枪弹底部设计分析 |
3.7 知识库的设计与实现 |
3.7.1 枪弹智能设计系统知识库的设计 |
3.7.2 知识库的实现 |
3.8 本章小结 |
第4章 枪弹性能校核计算分析及设计修改 |
4.1 引言 |
4.2 弹丸稳定性分析 |
4.2.1 旋转稳定弹的稳定性计算 |
4.2.2 旋转稳定弹的动力平衡角 |
4.3 弹丸威力分析 |
4.3.1 弹丸的威力指标 |
4.3.2 弹丸威力指标的确定 |
4.3.3 威力计算 |
4.4 弹丸强度分析 |
4.4.1 弹体强度分析 |
4.4.2 弹底强度分析 |
4.5 基于计算分析的弹形设计修改规则 |
4.6 本章小结 |
第5章 枪弹智能设计及计算分析系统开发与应用 |
5.1 本章引论 |
5.2 设计型专家系统 |
5.2.1 设计型专家系统介绍 |
5.2.2 设计型专家系统结构 |
5.2.3 设计型专家系统的开发过程 |
5.3 枪弹初步设计模块 |
5.4 枪弹性能校核计算分析模块 |
5.4.1 发射强度计算分析模块 |
5.4.2 飞行稳定性计算分析模块 |
5.4.3 威力计算分析模块 |
5.5 枪弹弹形修改设计模块 |
5.6 设计结果 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
(8)基于永磁电机驱动的二维修正控制方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外发展状况 |
1.2.1 国外发展状况 |
1.2.2 国内发展现状 |
1.3 主要研究内容 |
第2章 修正弹修正原理及模拟仿真分析 |
2.1 弹道修正基本原理 |
2.1.1 一维弹道修正弹的原理 |
2.1.2 二维弹道修正弹的原理 |
2.2 舵机修正控制原理及转动力矩特性分析 |
2.2.1 舵机修正控制原理 |
2.2.2 舵机转动力矩分析 |
2.3 修正力矩的计算分析 |
2.3.1 导转力矩计算分析 |
2.4 弹道修正模拟仿真分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 永磁电机结构及驱动系统设计 |
3.1 永磁电机的性能分析 |
3.2 永磁电机的基本结构及分析 |
3.2.1 永磁电机的定子结构分析 |
3.2.2 电机材料定义 |
3.2.3 永磁电机二维平面模型 |
3.3 永磁电机齿槽转矩的影响因素分析 |
3.3.1 永磁电机齿槽转矩的产生原因 |
3.3.2 永磁电机齿槽转矩的分析 |
3.4 减小永磁电机齿槽力矩的方法分析 |
3.4.1 斜槽法 |
3.4.2 斜槽法对齿槽力矩的影响 |
3.5 永磁电机的主要参数 |
3.6 永磁电机驱动系统的结构分析 |
3.6.1 硬件电路主要器件的选择 |
3.6.2 驱动系统硬件电路设计 |
3.7 本章小结 |
第4章 关键环节控制算法研究 |
4.1 舵机的转动控制方案 |
4.1.1 榴弹舵机控制转动方案 |
4.1.2 迫弹舵机控制转动方案 |
4.2 永磁电机力矩与转速的计算 |
4.3 修正电机旋转姿态的测量方法 |
4.3.1 弹体滚转角度及转速计算 |
4.3.2 修正永磁电机旋转角度及转速控制方案 |
4.4 本章小结 |
第5章 永磁电机修正实验分析 |
5.1 修正永磁电机力矩控制实验 |
5.2 修正永磁电机转动位置角度测量实验 |
5.3 编码器精度调整 |
5.4 减少永磁电机外转子磁干扰实验方法 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(9)某小型机载制导弹药弹道优化设计及发射过程研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 机载防御系统研究现状 |
1.2.1 机载干扰措施 |
1.2.2 机载主动防御措施 |
1.3 小型机载制导弹药发射过程研究现状 |
1.3.1 制导弹药发射方式研究现状 |
1.3.2 燃气式被动垂直弹射方式研究现状 |
1.3.3 机载武器发射初始过程研究现状 |
1.4 小型机载制导弹药优化设计研究现状 |
1.4.1 内弹道优化设计研究 |
1.4.2 气动外形优化设计研究 |
1.5 本文主要工作 |
2 某小型机载制导弹药气动外形设计研究 |
2.1 引言 |
2.2 小型机载制导弹药气动外形设计 |
2.2.1 小型机载制导弹药气动外形设计要求 |
2.2.2 小型机载制导弹药气动外形设计任务及步骤 |
2.3 小型机载制导弹药气动布局方案选择 |
2.3.1 气动布局的选择 |
2.3.2 翼面/舵面在弹身周侧的布置形式 |
2.4 小型机载制导弹药主要参数及几何外形参数设计 |
2.4.1 弹体形状的选择 |
2.4.2 弹头形状的选择 |
2.4.3 弹翼/舵面形状设计 |
2.4.4 总体设计结果 |
2.5 小型机载制导弹药气动力工程计算方法 |
2.5.1 坐标系介绍 |
2.5.2 升力计算 |
2.5.3 阻力计算 |
2.5.4 压心位置计算 |
2.5.5 俯仰/偏航力矩计算 |
2.6 小型机载制导弹药气动力CFD计算方法 |
2.6.1 湍流模型选择 |
2.6.2 数值方法 |
2.6.3 初始条件与边界条件 |
2.6.4 网格划分 |
2.7 小型机载制导弹药气动力计算结果 |
2.7.1 数值方法及工程计算结果验证 |
2.7.2 初始设计方案计算结果 |
2.7.3 弹翼对气动性能的影响 |
2.7.4 舵面尺寸对气动性能的影响 |
2.8 本章小结 |
3 某小型机载制导弹药发射系统内弹道设计研究 |
3.1 引言 |
3.2 小型机载制导弹药高低压发射物理过程 |
3.2.1 小型机载制导弹药高低压发射系统基本结构 |
3.2.2 小型机载制导弹药高低压发射过程描述 |
3.2.3 小型机载制导弹药高低压发射系统内弹道特点 |
3.3 小型机载制导弹药高低压发射过程经典内弹道数学模型建立 |
3.3.1 基本假设 |
3.3.2 基本方程组 |
3.4 小型机载制导弹药高低压发射过程经典内弹道模型数值解法 |
3.5 高低压发射系统计算模型验证 |
3.6 小型机载制导弹药高低压发射系统内弹道设计 |
3.6.1 低压室内弹道设计 |
3.6.2 高压室内弹道设计 |
3.6.3 高低压室结构参数及装填初步设计结果 |
3.7 小型机载制导弹药高低压发射过程数值模拟结果与分析 |
3.7.1 初步设计结果模拟仿真计算 |
3.7.2 装填条件对内弹道性能的影响 |
3.7.3 发射系统结构对内弹道性能的影响 |
3.8 本章小结 |
4 新型智能优化算法研究 |
4.1 引言 |
4.2 人工晶体生长优化算法提出与介绍 |
4.2.1 算法基本思想 |
4.2.2 人工晶体生长算法模型建立 |
4.2.3 人工晶体生长算法流程 |
4.2.4 人工晶体生长算法有效收敛性分析 |
4.3 人工晶体生长优化算法中各参数对算法性能的影响分析 |
4.3.1 晶体规模的大小 |
4.3.2 人工晶体各部分比例选择的影响分析 |
4.4 人工晶体生长法计算效果对比 |
4.4.1 标准测试函数介绍 |
4.4.2 人工晶体生长法与经典算法对比 |
4.4.3 人工晶体生长法与几种改进的PSO算法对比 |
4.5 一种基于子母弹特点的改进粒子群优化算法 |
4.5.1 粒子群算法简介 |
4.5.2 基于子母弹原理的改进方法 |
4.5.3 改进的粒子群算法计算效果分析 |
4.6 本章小结 |
5.某小型机载制导弹药弹道优化设计研究 |
5.1 引言 |
5.2 高低压发射系统内弹道优化设计 |
5.2.1 内弹道过程要求及特点 |
5.2.2 优化设计要素 |
5.2.3 优化设计模型 |
5.2.4 优化设计结果及分析 |
5.3 小型机载制导弹药气动外型多目标优化设计 |
5.3.1 基于人工晶体生长算法的多目标优化算法 |
5.3.2 优化设计要素 |
5.3.3 优化设计模型 |
5.3.4 优化设计结果及分析 |
5.4 小型机载制导弹药拦截飞行建模与仿真 |
5.4.1 载机—来袭目标—拦截弹运动模型 |
5.4.2 制导控制一体化设计 |
5.4.3 拦截计算模拟结果 |
5.5 本章小结 |
6 某小型机载制导弹药发射分离过程数值模拟研究 |
6.1 引言 |
6.2 小型机载制导弹药与载机分离过程数值计算模型 |
6.2.1 小型机载制导弹药发射过程描述 |
6.2.2 小型机载制导弹药初始运动模型 |
6.2.3 高低压发射装置膛口流场计算模型 |
6.3 小型机载制导弹药发射初始阶段膛口流场模型数值解法 |
6.3.1 流场计算区域网格划分 |
6.3.2 数值解法、初始条件与边界条件 |
6.4 小型机载制导弹药发射初始阶段数值模拟结果 |
6.4.1 不同来流速度下的影响 |
6.4.2 不同弹射初速的影响 |
6.5 本章小结 |
7 工作总结与展望 |
7.1 论文主要内容 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(10)隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转控制系统的研究概述 |
1.2.1 隔转鸭舵式弹道修正弹的研制进展 |
1.2.2 固定鸭舵滚转控制系统的研究进展分析 |
1.3 隔转鸭舵式弹道修正弹鸭舵滚转控制系统关键技术研究现状 |
1.3.1 固定鸭舵滚转系统建模 |
1.3.2 电磁执行机构 |
1.3.3 滚转姿态探测 |
1.3.4 控制系统架构 |
1.3.5 控制算法 |
1.3.6 隔转鸭舵滚转控制系统尚存在的难题 |
1.4 本文的主要研究内容 |
2 隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转系统建模与仿真研究 |
2.1 引言 |
2.2 隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转系统动力学模型研究 |
2.2.1 基于Lu Gre摩擦模型的隔转机构摩擦力矩模型 |
2.2.2 固定鸭舵的气动导转力矩模型 |
2.2.3 耦合条件下的固定鸭舵滚转通道动力学模型参数估计 |
2.3 基于双旋特性的电磁执行机构设计 |
2.3.1 不同发射条件下的双旋滚转特性研究 |
2.3.2 不同发射条件下的电磁执行机构需求分析 |
2.3.3 基于PMSG的电磁执行机构设计 |
2.4 基于试验的电磁执行机构动态响应特性建模 |
2.5 隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转控制系统模型研究 |
2.6 基于风洞试验的固定鸭舵滚转系统仿真模型验证 |
2.7 本章小结 |
3 隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转测控系统研究 |
3.1 引言 |
3.2 隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转姿态间接测量模型 |
3.2.1 坐标系定义及转换关系 |
3.2.2 弹体坐标系内的固定鸭舵滚转姿态间接测量动态模型 |
3.3 基于霍尔传感器的固定鸭舵相对弹体滚转工程测量模型 |
3.3.1 基于霍尔传感器的鸭舵相对弹体滚转测量原理及工程解算模型 |
3.3.2 基于霍尔传感器的相对滚转姿态工程解算方法误差模型 |
3.4 基于卫星/地磁组合的弹体滚转姿态测量模型 |
3.4.1 基于卫星/地磁组合的弹体滚转姿态工程解算模型 |
3.4.2 基于卫星/地磁组合的弹体滚转姿态工程解算方法误差模型 |
3.5 基于并行处理器的三闭环固定鸭舵滚转测控系统设计 |
3.6 基于地面平台的固定鸭舵滚转控制系统试验验证 |
3.7 本章小结 |
4 鸭舵滚转姿态测量优化方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于小波分析方法的地磁序列消噪方法研究 |
4.2.1 基于离散小波变换的地磁序列分解和重构 |
4.2.2 基于地磁序列变化特性的小波函数离线选择依据和方法 |
4.2.3 滚动时域窗内小波分解重构层数的在线自适应选择方法 |
4.2.4 基于地面平台的小波消噪方法试验验证 |
4.3 基于改进滚动时域估计与无迹卡尔曼滤波的弹体滚转姿态优化算法 |
4.3.1 基于滚动时域估计的弹体滚转角速率优化算法 |
4.3.2 基于噪声统计在线估计型UKF的弹体滚转角度估计算法 |
4.3.3 基于NMHE与 UKF的弹体滚转姿态估计算法 |
4.3.4 基于地面平台的弹体滚转姿态优化估计算法验证 |
4.4 高动态下的固定鸭舵相对弹体滚转姿态解算方法研究 |
4.4.1 高动态下的固定鸭舵相对弹体滚转运动模型 |
4.4.2 基于模型的相对滚转姿态解算方法研究 |
4.4.3 基于线性近似动态模型的相对滚转姿态解算方法研究 |
4.4.4 基于地面平台的固定鸭舵相对弹体姿态解算方法验证 |
4.5 本章小结 |
5 基于固定鸭舵动态模型的滚转控制算法研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于ESODPC的固定鸭舵滚转角速度控制算法研究 |
5.2.1 舵翼滚转角速度控制系统描述及数学模型 |
5.2.2 基于ESODPC的舵翼滚转角速度控制器设计 |
5.2.3 基于鸭舵滚转特性的ESODPC简化算法研究 |
5.2.4 鸭舵滚转角速度控制算法仿真验证 |
5.3 基于改进Lu Gre摩擦模型的鲁棒自适应鸭舵滚转位置控制算法研究 |
5.3.1 基于改进型Lu Gre摩擦模型的舵翼滚转位置控制系统模型 |
5.3.2 基于改进摩擦模型的鲁棒自适应鸭舵位置控制器设计 |
5.3.3 鸭舵滚转位置控制算法仿真验证 |
5.4 本章小结 |
6 隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转控制系统试验验证 |
6.1 引言 |
6.2 试验系统方案 |
6.2.1 试验系统设计 |
6.2.2 试验方案设计 |
6.2.3 试验样机设计 |
6.2.4 测控性能判据 |
6.3 固定鸭舵滚转控制系统飞行试验验证 |
6.3.1 基于飞行试验的固定鸭舵滚转模型验证 |
6.3.2 基于飞行试验的固定鸭舵滚转姿态测量与优化方法验证 |
6.3.3 基于飞行试验的固定鸭舵滚转控制系统及控制算法验证 |
6.3.4 基于固定鸭舵滚转控制系统的弹道修正弹丸飞行试验验证 |
6.4 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 论文总结 |
7.2 论文创新点 |
7.3 研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、一种智能弹道参数测试系统研制(论文参考文献)
- [1]基于地磁/MEMS陀螺信息融合的旋转弹药姿态估计技术[D]. 高丽珍. 中北大学, 2021(01)
- [2]9mm警用智能手枪设计与自动机动力学仿真[D]. 贺磊. 中北大学, 2021(09)
- [3]电动舵机系统扰动分析与控制策略研究[D]. 周满. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)
- [4]基于Web的飞行仿真系统的研究与实现[D]. 冯姣. 西南科技大学, 2020(08)
- [5]基于机器学习的弹道落点预测研究[D]. 王森. 南京理工大学, 2020(01)
- [6]空天飞行器多源冗余容错导航关键技术研究[D]. 景羿铭. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [7]枪弹智能设计及计算分析[D]. 李久弘. 沈阳理工大学, 2020(08)
- [8]基于永磁电机驱动的二维修正控制方法研究[D]. 杨超. 沈阳理工大学, 2020(08)
- [9]某小型机载制导弹药弹道优化设计及发射过程研究[D]. 曹润铎. 南京理工大学, 2020(01)
- [10]隔转鸭舵式弹道修正弹固定鸭舵滚转控制系统研究[D]. 殷婷婷. 南京理工大学, 2020(01)