弹箭气动力参数辨识优化方法研究

发布时间：2023-02-07 21:15

　　弹箭气动力是影响弹箭飞行运动的重要因素，因此在弹箭的研制过程中，获得准确的弹箭气动力参数是必不可少的工作。 本文针对射击实验法，对现有气动力参数辨识法、气动力参数优化法的优缺点进行分析，并在此基础之上提出了新的利用ISIGHT优化软件进行弹箭气动力参数优化的方法。该方法使用实验测量的弹箭运动数据，利用弹箭外弹道方程将目标函数与设计变量联系起来，并通过ISGIHT优化软件的程序集合组件建立优化模型，进而优化求解获得满足要求的弹箭气动力参数。本文还结合算例对霍克-吉维斯直接搜索法、下山单纯形法、序列二次规划法三种数值优化算法进行仿真比较，确定出适用于弹箭气动力参数优化的优化算法。最后利用提出方法进行了弹箭气动力参数优化的实例计算，验证了本文提出的方法具有可行性和实用性。

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的科学意义和应用前景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究工作及主要内容
第二章 弹箭刚体运动方程建立
    2.1 常用坐标系
    2.2 坐标系之间的关系及转换
    2.3 作用在弹上的力和力矩
        2.3.1 作用在弹上的力在速度坐标系上的投影
        2.3.2 作用在弹上的力矩在弹轴坐标系上的投影
    2.4 弹箭六自由刚体运动方程组
    2.5 弹箭修正质点弹道方程组
    2.6 弹箭空气动力特性计算
    本章总结
第三章 最优化理论及优化软件介绍
    3.1 最优化理论
    3.2 最优化基本要素
        3.2.1 设计变量
        3.2.2 目标函数
        3.2.3 约束条件
    3.3 最优化问题的数学模型
    3.4 ISIGHT 优化软件介绍
    本章总结
第四章 气动力参数优化方法研究
    4.1 优化方法的提出
    4.2 优化目标函数、设计变量确定
        4.2.1 零升阻力系数优化模型目标函数确定
        4.2.2 升力系数导数优化模型目标函数确定
        4.2.3 静力矩系数导数优化模型目标函数确定
    4.3 利用气动力参数变化趋势确定设计变量初值
    4.4 优化方法选择
        4.4.1 Hooke-Jeeves 参数优化算法
        4.4.2 Downhill Simplex 参数优化算法
        4.4.3 NLPQL 参数优化算法
        4.4.4 利用直接搜索算法与梯度优化法算法进行优化仿真
        4.4.5 上述三种优化算法和三种初值情况优化结果比较分析
    本章总结
第五章 弹箭气动力参数实例计算
    5.1 弹箭气动力参数优化仿真结果
    5.2 弹箭气动力参数优化结果分析
    本章总结
第六章 结束语
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文



本文编号：3737435