【摘 要】
:
针对拦截弹制导律辨识问题,基于门循环单元(GRU)神经网络提出了一种制导律辨识方法.首先,构建了三维空间下的拦截弹-我方飞行器相对运动模型,并假设拦截弹采用经典的比例导引(PN)制导律或增强比例导引(APN)制导律.由相对运动模型提取数据,构成训练样本集和测试样本集,样本输入为敌我双方运动学信息,标签为敌方拦截弹对应的制导律.其次,建立了包含三层隐含层的GRU网络模型,采用基于Adam算法的反向传播对网络进行训练,探究了样本时间跨度等因素对辨识准确度的影响.最后,通过数学仿真对网络参数进行了优化,并在多种
【机 构】
:
北京理工大学 宇航学院,北京 100081;北京航天自动控制研究所,北京 100854
论文部分内容阅读
针对拦截弹制导律辨识问题,基于门循环单元(GRU)神经网络提出了一种制导律辨识方法.首先,构建了三维空间下的拦截弹-我方飞行器相对运动模型,并假设拦截弹采用经典的比例导引(PN)制导律或增强比例导引(APN)制导律.由相对运动模型提取数据,构成训练样本集和测试样本集,样本输入为敌我双方运动学信息,标签为敌方拦截弹对应的制导律.其次,建立了包含三层隐含层的GRU网络模型,采用基于Adam算法的反向传播对网络进行训练,探究了样本时间跨度等因素对辨识准确度的影响.最后,通过数学仿真对网络参数进行了优化,并在多种条件下进行了仿真验证.结果表明,相比其他网络结构而言,所提方法采用GRU拥有良好的抗噪能力和辨识精度;同时,相比于基于卡尔曼滤波器的制导律辨识模型,所提方法能够大幅减少辨识所需时间.
其他文献
针对跨声速风洞试验模型支撑结构,采用压电作动器嵌入支杆,形成一体化主动减振系统来抑制模型在风洞试验过程中的振动.分析了模型支撑结构在风洞试验过程中的振动特性和主动减振系统的控制原理,建立了压电作动器/风洞模型支撑结构相互耦合的动力学模型.在此基础上,采用模态可控性理论及模态价值理论,给出了主动减振结构控制能力的定量描述方法,构建了能够表征系统各受控模态可控性的优化设计目标函数.最后,针对一个简化的风洞试验模型主动减振结构,建立了动力学解析模型,给出了优化设计问题的数学表达和约束指标,并采用遗传算法进行了优
常温推进剂在管路中的两相充填特性由于气液相间的相互作用而难以预测.为拓展液体火箭发动机瞬态特性模块化通用仿真模型库对两相充填的仿真能力,基于Modelica模块化建模思想开发了一维有限体积的两相充填管路模型,其中采用等效流容方程计算压力,使用Volume of Fluid(VOF)法捕捉气液界面.对流项离散格式的比较表明,TVD_QUICK格式可同时满足系统仿真对准确性和实时性的要求.对节流孔径的研究表明,在不同的节流孔径比范围内,液体对预存气体管路的充填过程可分为水击效应忽略、水击效应微弱以及水击效应主
燃油成本是航空公司的最主要成本之一,对航空公司的利润率影响巨大.航空燃油中携带量最多的是航程油.合理地预测和优化航程油量可以有效地降低航班额外燃油携带量,并提升机队燃油经济性和有效商业载荷.然而,以往的燃油预测研究数据来源较为单一、适用的运行场景和机型较为有限,从而导致难以得到推广应用.更重要的是,以往研究也未解决航班对安全风险的偏好问题.因此,本研究结合航班航程油量预测的问题特征,构建了基于风险偏好调整的随机森林算法航班航程油量预测模型.该模型根据航班计划、运行环境、飞机构型和性能等选取了特征项,并在数
针对空战等领域中存在的高对抗性武器装备体系效能和贡献率评估问题,对作战环方法进行了改进,将其引入到了该类问题的求解之中.首先构建了包含多功能装备的作战环网络描述模型,并加入了节点失效概念,给出了基于模糊综合评价法的边和节点权值计算方法;其次,结合网络可靠度思想给出了基于深度优先搜索的蒙特卡罗方法,对体系效能进行了计算,并给出了多功能装备参与下的面向多种评估对象的通用贡献率计算方法;最后,以海上飞机拦截作战为例建立作战环网络模型,利用以上方法对装备体系贡献率进行了评估,验证了方法的可行性和合理性.
针对空中加油任务受油阶段受油机姿态稳定的需求,考虑受油机时变转动惯量、不确定转动惯量和风干扰的影响,提出了一种受油机指定时间姿态稳定控制策略.首先,建立了含时变转动惯量、内部不确定性和外部扰动下的受油机姿态动力学和运动学模型;其次,为了提高姿态稳定的快速性和确定性,使用指定时间稳定理论作为基础,设计了受油机姿态稳定鲁棒滑模控制器.与现有受油机控制策略相比,所提出的控制器优势在于可确保受油机在指定的时间内实现姿态稳定.同时,收敛时间显式存在于控制器参数中,设计者可根据任务需求和执行机构的物理限制,在允许的范
为探讨被动变弦长对变转速尾桨性能的提升潜力,建立直升机飞行性能分析模型,包括旋翼动力学综合模型、尾桨模型、机体模型与前飞配平模型,由UH-60A直升机飞行试验数据验证了模型正确性.研究结果表明,直升机悬停时,变弦长对尾桨功率影响很小;低中速飞行时,变弦长使功率小幅增加;高速飞行时,变弦长可大幅降低功率.被动变弦长适应于尾桨转速降低后的气动环境,高速飞行时,尾桨转速降低,变弦长伸长量增加,变弦长降低尾桨功率效果增强.前飞速度300 km/h、90%额定转速时,功率增加10.1%,布置变弦长后为1.59%.变
频谱弥散(SMSP)干扰是针对线性调频(LFM)脉冲压缩雷达的一种有效干扰手段.基于干扰信号的时频特征,提出了一种基于孪生波形设计的频谱弥散干扰抑制方法.首先,利用初始脉冲发射LFM信号,对受干扰回波进行Gabor变换得到时频分析结果,并估计干扰子脉冲数;其次,基于干扰子脉冲数设计第2个脉冲发射的孪生波形;然后,设计调制信号对干扰后的孪生波形进行时频搬移后重组;最后,通过匹配滤波处理实现干扰抑制.仿真实验表明:所提方法能主动调整设计发射波形相关参数,并有效利用干扰信号的能量,解决在干信比较大时干扰抑制较为
因无人机灵活性强,覆盖效果好,越来越多的实际情境中选择借助多无人机进行高效的通信覆盖.而实际应用中,对于多无人机系统灵活性、低时延、长续航及安全性的要求需重点考量.为提高无人机持续通信覆盖效果,在无人机相对稀疏这一具体情况下,提出了一种基于信息素图的、限制无人机转弯半径的分布式无人机自主规划通信覆盖方法,保证其灵活性、低时延及长续航的性能;通过引入锚节点,设计了信息素向导信息的交互模型,保证了无人机的安全性.该方法在待覆盖区域最大接入时间间隔方面远优于半随机择取航向的方式,同时平均接入时间间隔下降约15%
大口径射电望远镜天线易受到外部阵风等扰动、系统不确定及难以实现高指向精度的问题,为实现系统的高性能指标,提出了基于回路成形和扰动/不确定观测补偿(DUEA)的思想的方法.首先,使用混合灵敏度H∞设计方法对标称模型设计主控制器来实现对输入信号的最优跟踪;然后,针对影响系统输出的外部扰动以及系统不确定部分,基于等效输入扰动(EID)策略,使用广义扩张状态观测器(GESO)对其进行等效观测和补偿.仿真验证结果表明:在系统存在参数不确定以及输入扰动时,使用提出的H∞-GESO控制器的性能指标分散度为单独使用混合灵
针对半倾转旋翼变体无人机易受到非匹配扰动和受制于性能约束的问题,提出一种基于复合浸入与不变(I&I)理论的非匹配/匹配扰动观测器和有限时间预设性能控制策略.首先,建立了含有复合扰动的变体无人机数学模型;其次,引入有限时间动态尺度技术和监督因子的概念,提出了一种复合I&I的扰动观测器对非匹配/匹配扰动进行估计和补偿;最后,以动态滑模面为性能约束对象构建了新型的有限时间性能函数,并与障碍Lyapunov函数相结合来表征系统的稳态和瞬态性能.理论和仿真算例验证了所提方法的有效性和优越性.