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巡航导弹的三维精确末制导律及三维动画仿真研究

作　者: 黄玲玲
导　师: 吴庆宪
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 景象匹配 航迹规划 末制导律 变结构控制 遗传算法
分类号: TJ761.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 673次
引　用: 4次
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内容摘要


我国的巡航导弹事业虽已有了较大的发展,但与国际先进水平相比差距仍较大,尤其是导弹的射击精度仍处于较低的水平。巡航导弹作为一种精确制导武器,制导技术很关键,因而本文从航迹规划、航迹跟踪、景象匹配、中制导和末制导等几个方面展开研究,以期实现巡航导弹精确打击目标。本文在第二章中介绍了一种基于最小威胁曲面的分层规划法。此方法通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间,根据投影唯一性,转化为XOY平面内二维航迹的搜索,从而原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。采用粒子群搜索算法,求解出一条二维次优航迹,即得到一条三维航迹。在此航迹的基础上进行修改,以更好的进行地形回避。目前,景象匹配已用于辅助导弹跟踪航迹。本文在第三章中针对航迹控制中匹配的特点,提出了抗旋转的基于环投影特征和不变矩特征的匹配算法,文中采用遗传算法、粒子群算法等搜索法对两种尺寸的基准图进行了仿真,结果表明,这些算法都有各自的优缺点,但还是起到了一定的抗旋转性。很多导弹在命中目标时,不仅希望获得最小脱靶量,还希望命中目标时姿态最佳,以使战斗部发挥最大效能,取得最佳毁伤效果。本文在第四章中提出的基于GA的带落角限制的变结构三维末制导律,就能很好的满足上述要求。另外,本文对神经网络制导律及模糊制导律也做了研究。最后,本文利用Multigen Creator/Vega及VC制作了巡航导弹打击目标的三维动画。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-18
  1.1 研究意义和背景  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-16
  1.3 本文研究内容及结构  16-17
  1.4 本章小结  17-18
第二章 巡航导弹中制导段的研究  18-30
  2.1 引言  18
  2.2 中制导段航迹规划的研究  18-28
    2.2.1 威胁建模  19
    2.2.2 当前流行的规划算法简介  19-23
    2.2.3 本文采用的航迹规划法  23-28
  2.3 本章小结  28-30
第三章 航迹控制中的景象匹配快速算法研究  30-48
  3.1 引言  30
  3.2 景象匹配的数学描述  30-31
  3.3 景象匹配的衡量指标  31-32
  3.4 景象匹配的预处理工作  32-35
    3.4.1 影响实时图图像品质的几种情况  33
    3.4.2 解决办法  33-35
  3.5 匹配算法研究  35-47
    3.5.1 常用算法介绍  35-37
    3.5.2 本文研究的匹配算法  37-47
  3.6 本章小结  47-48
第四章 巡航导弹末制导律的研究  48-69
  4.1 引言  48
  4.2 常用坐标系及坐标转换  48-49
    4.2.1 常用坐标系  48-49
    4.2.2 坐标系间的关系及其转换  49
  4.3 数学模型的推导  49-52
    4.3.1 问题的描述  49-50
    4.3.2 弹目追逃运动学方程的推导  50-52
  4.4 制导律的推导  52-63
    4.4.1 带落角限制的比例制导律  53
    4.4.2 带落角限制的变结构制导律  53-58
    4.4.3 神经网络制导  58-60
    4.4.4 模糊制导  60-63
  4.5 仿真  63-68
    4.5.1 比例制导与变结构制导的比较  63-66
    4.5.2 神经网络制导  66-67
    4.5.3 模糊制导  67-68
  4.6 本章小结  68-69
第五章 动画仿真  69-79
  5.1 概述  69
  5.2 VR 的关键技术  69-71
  5.3 MULTIGEN PARADIGM 公司的MULTIGEN CREATOR  71-74
    5.3.1 OpenFlight 数据格式  72-73
    5.3.2 层次结构图  73-74
  5.4 MULTIGEN PARADIGM 公司的VEGA  74-76
  5.5 巡航导弹打击目标的仿真实现  76-78
  5.6 本章小结  78-79
第六章 总结和展望  79-81
  6.1 总结  79-80
  6.2 展望  80-81
参考文献  81-85
致谢  85-86
在学期间研究成果及发表的学术论文  86

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 火箭、导弹 > 导弹 > 导弹：按射程、作用、结构区分 > 巡航式导弹
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