检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2025年第5期40卷 1733-1741页

作者：管军叶双慧易文俊江苏科技大学自动化学院南京理工大学瞬态物理全国重点实验室

针对滑翔制导炮弹在坏境高动态、状态强耦合等复杂多约束情况下弹道优化效率低、优化效果不理想等问题,提出一种基于粒子群-hp自适应Radau伪谱(PSO-hpRPM)算法的滑翔制导炮弹弹道优化方法,该方法融合PSO算法全局搜索能力强和hpRPM算法... 详细信息

针对滑翔制导炮弹在坏境高动态、状态强耦合等复杂多约束情况下弹道优化效率低、优化效果不理想等问题,提出一种基于粒子群-hp自适应Radau伪谱(PSO-hpRPM)算法的滑翔制导炮弹弹道优化方法,该方法融合PSO算法全局搜索能力强和hpRPM算法局部优化能力出色的特点,能够解决滑翔制导炮弹在复杂多约束情况下的弹道优化问题.首先,建立滑翔制导炮弹动力学模型和弹道优化问题的约束条件和目标函数;然后,分别采用hpRPM、PSO和PSO-hpRPM方法进行滑翔弹道优化求解,并对3种方法进行对比研究;最后,为了进一步验证所提出算法的优越性,采用灰狼优化算法(GWO)、鲸鱼(WOA)与hpRPM算法相结合,设计GWO-hpRPM算法和WOA-hpRPM算法,并对3种混合优化算法进行仿真对比研究.研究结果表明:所提出PSO-hpRPM算法在同时满足复杂多约束条件下,优化得到的最远滑翔弹道射程为70 170.75 m,平均迭代收敛步数为6.6步,综合性能较其他算法更佳,优化效果良好.

关键词：弹道优化粒子群优化 hp自适应Radau伪谱启发式算法滑翔制导炮弹混合优化算法

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滑翔制导炮弹自抗扰姿态解耦控制器设计

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系统工程与电子技术 2018年第2期40卷 384-392页

作者：徐秋坪王旭刚王中原南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

针对滑翔制导炮弹姿态控制系统设计时存在的交叉耦合、执行机构响应延迟、控制能力约束以及不确定内外扰动等问题,基于自抗扰控制技术,设计了自抗扰姿态解耦控制器。该控制器结构简单、计算量小、需调控制参数少且不依赖精确的数学模型... 详细信息

针对滑翔制导炮弹姿态控制系统设计时存在的交叉耦合、执行机构响应延迟、控制能力约束以及不确定内外扰动等问题,基于自抗扰控制技术,设计了自抗扰姿态解耦控制器。该控制器结构简单、计算量小、需调控制参数少且不依赖精确的数学模型。通过数值仿真验证了该控制器的可行性和有效性。结果表明设计的姿态控制器能有效地实现俯仰/偏航解耦,并具有快速精确的跟踪性能以及良好的抗干扰能力。此外,控制参数对较大范围内的模型参数摄动不敏感,具备较强的适应性和鲁棒性,可为该类制导炮弹的控制系统设计提供一定的参考依据。

关键词：滑翔制导炮弹解耦控制干扰抑制不确定性鲁棒性

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滑翔制导炮弹非线性自抗扰过载控制器设计

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兵工学报 2017年第7期38卷 1273-1281页

作者：徐秋坪常思江王中原南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

针对滑翔制导炮弹控制系统存在不确定内、外扰动以及舵偏指令响应滞后情况下的过载跟踪问题,基于自抗扰控制技术,设计了非线性自抗扰过载跟踪控制器。该控制器结构简单,计算量小,需调整参数少。数值仿真结果表明:该自抗扰过载控制器可... 详细信息

针对滑翔制导炮弹控制系统存在不确定内、外扰动以及舵偏指令响应滞后情况下的过载跟踪问题,基于自抗扰控制技术,设计了非线性自抗扰过载跟踪控制器。该控制器结构简单,计算量小,需调整参数少。数值仿真结果表明:该自抗扰过载控制器可在强扰动和舵机响应延迟的情况下,使得输出过载精确有效地跟踪过载指令,具备良好的抗干扰能力;并且舵控指令从0缓慢变化,有效地减缓了舵机的控制负担。该控制器对较大范围内的气动参数和舵机时间常数的摄动具备较强的适应性和鲁棒性,可为滑翔制导炮弹的控制系统设计提供一定的参考依据。

关键词：兵器科学与技术滑翔制导炮弹不确定性自抗扰控制过载控制器

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滑翔制导炮弹鸭舵的气动外形快速优化研究

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航空兵器 2021年第5期28卷 99-105页

作者：赵璇常思江倪旖南京理工大学能源与动力工程学院南京210094 上海机电工程研究所上海201109

为提高炮弹气动力计算的精度,常需要通过计算流体力学数值仿真反复迭代计算炮弹的气动参数,优化效率较低。本文提出一种基于多可信度代理模型的气动外形快速优化方法,在保证计算精度的条件下大幅提高计算效率。以某滑翔制导炮弹的鸭舵... 详细信息

为提高炮弹气动力计算的精度,常需要通过计算流体力学数值仿真反复迭代计算炮弹的气动参数,优化效率较低。本文提出一种基于多可信度代理模型的气动外形快速优化方法,在保证计算精度的条件下大幅提高计算效率。以某滑翔制导炮弹的鸭舵外形优化为例,采用两种可信度样本训练出多可信度代理模型代替耗时的计算流体力学仿真获得气动参数,依据滑翔升阻比最大、稳定性与机动性相匹配等设计要求,利用遗传算法搜寻鸭舵的最优外形参数。与初始方案相比,优化方案在升阻比方面提升显著。通过与数值模拟结果对比,该方法对升阻比的预测平均误差为1.94%,精度较高,同时计算量大大降低,验证了其可行性和有效性。

关键词：滑翔制导炮弹气动外形 Co-Kriging代理模型计算流体力学遗传算法优化设计

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面向突防的滑翔制导炮弹弹道规划方法

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北京航空航天大学学报 2024年第10期50卷 3151-3161页

作者：尹秋霖陈琦王中原王庆海南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

针对滑翔制导炮弹在不可避免的威胁区域内选择突防方案的问题,从量化威胁值的角度建立了敌方防御手段的数学模型,基于模型设计了全程综合威胁值最低的规划指标,提出考虑目标防御威胁的弹道规划方法。为实现滑翔制导炮弹全程飞行过程中... 详细信息

针对滑翔制导炮弹在不可避免的威胁区域内选择突防方案的问题,从量化威胁值的角度建立了敌方防御手段的数学模型,基于模型设计了全程综合威胁值最低的规划指标,提出考虑目标防御威胁的弹道规划方法。为实现滑翔制导炮弹全程飞行过程中初始弹道倾角、偏角、火箭点火时刻、滑翔启控时刻等各参数的最佳匹配,建立了多阶段全弹道规划模型,并采用hp自适应伪谱法将最优控制问题转换为非线性规划问题求解。通过仿真验证了在该指标下滑翔制导炮弹对目标防御的规避效果,分析了影响有效性的因素。与传统弹道规划方法进行对比,证明了所提方法的优越性。

关键词：滑翔制导炮弹突防威胁建模全弹道规划 hp自适应伪谱法

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考虑时空协同的滑翔制导炮弹单炮多发快速弹道规划

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兵工学报 2024年第3期45卷 798-809页

作者：尹秋霖陈琦王中原王庆海南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

针对单炮多发应用场景,研究在时间、空间协同等多约束条件下的滑翔制导炮弹快速协同弹道规划问题。为平衡序列凸优化(Sequential Convex Programming,SCP)算法在快速性与最优性之间的冲突,提出一种改进的SCP算法;考虑到多约束条件下可... 详细信息

针对单炮多发应用场景,研究在时间、空间协同等多约束条件下的滑翔制导炮弹快速协同弹道规划问题。为平衡序列凸优化(Sequential Convex Programming,SCP)算法在快速性与最优性之间的冲突,提出一种改进的SCP算法;考虑到多约束条件下可行域较小、初值敏感性较高的特点,设计两种迅速且有效的迭代初值生成方案;为充分发挥弹群整体控制能力,采取集中式的协同规划策略,同步求解所有方程组,以达成全局规划目标。仿真实验结果表明,新算法能够较好地解决多约束条件下的协同规划问题,与现有文献中的常见算法进行对比,具备良好的收敛性能和较高的计算效率。

关键词：滑翔制导炮弹协同弹道规划单炮多发多约束快速规划

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暴雨环境下滑翔制导炮弹气动特性研究

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弹道学报 2024年第2期36卷 37-43页

作者：刘译蔓陈琦常思江南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

为研究暴雨条件对滑翔制导炮弹气动特性的影响,基于双向动量耦合的欧拉-拉格朗日方法,采用考虑转捩的剪切应力输运湍流模型(Transition SST)和三阶精度的MUSCL格式,建立了暴雨环境下的滑翔制导炮弹气动特性计算模型并进行数值模拟。结... 详细信息

为研究暴雨条件对滑翔制导炮弹气动特性的影响,基于双向动量耦合的欧拉-拉格朗日方法,采用考虑转捩的剪切应力输运湍流模型(Transition SST)和三阶精度的MUSCL格式,建立了暴雨环境下的滑翔制导炮弹气动特性计算模型并进行数值模拟。结果表明:与无雨条件相比,降雨在弹丸表面形成了贴体水膜层,后续雨滴粒子下落时,会冲击弹丸表面水膜形成凹坑,增加了弹丸表面的粗糙度;随着飞行速度的增加,弹体表明温度逐渐升高,水膜层的厚度随着蒸发不断减小;当炮弹以亚跨音速飞行时,暴雨环境对炮弹气动系数有较大的影响,当炮弹以Ma=0.8的速度在降雨强度为2 200 mm/h的工况下飞行时,阻力系数提高了27.39%,升力系数减小了18.09%。同时,随着降雨强度的提高,炮弹阻力会呈现先增加后减小再增加的趋势,但此差异会随着炮弹飞行速度的增大而逐步消失,而升力系数会不断下降;在降雨强度不变,炮弹飞行速度达到Ma=0.95时,阻力系数提高了32.29%,升力系数减小了18.38%;当炮弹飞行速度达到Ma=1.2时阻力系数提高了21.76%,升力系数减小了18.87%。

关键词：极端降雨滑翔制导炮弹气动特性水膜层

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变外形滑翔制导炮弹的气动外形多目标优化

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弹道学报 2024年第2期36卷 29-36页

作者：刘天翔史金光赵新新任华杰南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 海装沈阳局驻沈阳地区第三军事代表室辽宁沈阳110066

为提高滑翔制导炮弹在爬升段和滑翔段的气动弹道性能,实现大幅度增程的目的,基于尾翼变后掠变展长的形式对常规固定外形的滑翔制导炮弹进行变外形设计。采用Missile Datcom作为气动计算工具,以尾翼展长和后掠角作为变形参数,并调整舵翼... 详细信息

为提高滑翔制导炮弹在爬升段和滑翔段的气动弹道性能,实现大幅度增程的目的,基于尾翼变后掠变展长的形式对常规固定外形的滑翔制导炮弹进行变外形设计。采用Missile Datcom作为气动计算工具,以尾翼展长和后掠角作为变形参数,并调整舵翼的外形参数,基于NSGA-Ⅱ多目标优化算法对滑翔制导炮弹的爬升段(优化目标为弹丸的零升阻力系数和静稳定储备量)和滑翔段(优化目标为弹丸的升阻比和操纵比)分别进行了变外形多目标优化设计,最终获得各飞行段的最优外形方案。数值仿真结果表明:优化后的变外形方案可明显改善该滑翔制导炮弹各飞行段的气动弹道性能。在本文设定的飞行条件下,爬升段阻力系数降低了13.3%,滑翔段升阻比增大了36.1%,弹丸在整个飞行过程中稳定性适当,且稳定性和操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好;相较于基准固定外形方案,滑翔控制条件下采用变外形方案的滑翔制导炮弹射程增加了8.4%,增程效果显著。本文工作为滑翔制导炮弹的变外形方案设计提供了参考。

关键词：滑翔制导炮弹变外形变后掠变展长多目标优化

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一种基于轨迹预测的滑翔制导炮弹时间约束末制导律扩展方法

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弹道学报 2024年第2期36卷 21-28,73页

作者：尹秋霖陈琦王中原马帅南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

针对滑翔制导炮弹末制导过程中的攻击角度与攻击时间控制问题,为简化制导律设计、方便工程应用,提出了一种将现有高性能非时间约束制导律扩展为可处理时间约束形式的方案。该方案以非线性导引模型为基础、现有制导律作用下的弹丸飞行轨... 详细信息

针对滑翔制导炮弹末制导过程中的攻击角度与攻击时间控制问题,为简化制导律设计、方便工程应用,提出了一种将现有高性能非时间约束制导律扩展为可处理时间约束形式的方案。该方案以非线性导引模型为基础、现有制导律作用下的弹丸飞行轨迹为参考轨迹,通过为弹丸预设合理的飞行时间并结合轨迹预测的方法,将滑翔制导炮弹的末制导过程分为2个阶段。第一阶段制导炮弹在扩展后的制导律作用下飞行,通过增加参考轨迹曲率、延长弹丸飞行时间的方式使攻击时间误差在有限时间内收敛至零;第二阶段制导炮弹在原始制导律作用下飞行,直至命中目标以满足脱靶量与攻击角约束。同时,通过不同工况下的大量仿真,研究了设计参数的取值范围对第一阶段中弹丸攻击时间误差收敛性能的影响。该扩展方案的推导过程无需现有制导律的显式表达,具有一定的通用性。研究结果表明:通过合理的参数设置,扩展方案可以在现有制导律的基础上实现攻击时间控制,且制导指令光滑,需用过载较小,符合作战任务要求。

关键词：滑翔制导炮弹末制导速度时变攻击时间控制攻击角约束轨迹预测

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基于改进DQN方法的滑翔制导炮弹弹道规划

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弹道学报 2023年第4期35卷 53-60页

作者：谢蕃葳王旭刚南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

深度强化学习的快速发展为弹道规划提供了一种新的选择,它采用与环境交互的形式寻求最优弹道规划深的度神经网络,但在与环境交互的过程中存在着强随机性,这会导致强化学习训练过程中出现训练效果差、学习效率低下等问题。针对这一问题,... 详细信息

深度强化学习的快速发展为弹道规划提供了一种新的选择,它采用与环境交互的形式寻求最优弹道规划深的度神经网络,但在与环境交互的过程中存在着强随机性,这会导致强化学习训练过程中出现训练效果差、学习效率低下等问题。针对这一问题,本文提出了基于改进深度Q网络(Improved Deep Q-Network,IM-DQN)的深度强化学习弹道规划方法。该方法在传统深度Q网络(Deep Q-Network,DQN)算法的基础上添加了优秀经验保存和探索限制率的组合策略去引导训练方向,阻止训练网络大规模崩塌现象发生。对滑翔制导炮弹模型进行三自由度建模并将弹道规划问题转化为马尔可夫决策过程,确定状态空间、状态转移方式、奖励函数以及相关算法参数进行训练。分别在无约束和有约束条件下,将此方法训练得到的航程结果分别与最大升阻比方法以及基于最优控制理论的高斯伪谱法(Gaussian Pseudospectral Method,GPM)进行横向性能对比。仿真结果表明:IM-DQN方法训练过程相较于DQN方法更加稳定,在寻求航程最优性问题上,IM-DQN方法得到的最大航程值优于上述两种参照方法,研究结果可以为今后的强化学习弹道规划提供参考。

关键词：滑翔制导炮弹弹道规划深度强化学习优秀经验保存探索限制策略

来源：评论

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