Разработка программно-алгоритмического обеспечения для оценивания движения и характеристик аппаратов баллистического типа по результатам летных испытаний
Диссертация
Предлагаемый вариант комплексного использования фильтра Калмана, как показали исследования, представляется вполне конкурентоспособным. Он состоит из двух шагов. На первом шаге при помощи фильтра Калмана для системы обрабатываются данные модельных измерений, сопровождаемые моделируемым фазированным шумом. В результате получаем оценку параметров состояния. На втором шаге по полученным оценкам… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Исходные предпосылки разработки методов анализа ЛТХ по результатам измерений параметров движения аппаратов баллистического типа в летном эксперименте
- 1. 1. Показатели целевого применения баллистических ЛА и общая характеристика задач экспериментальной баллистики при проведении летных испытаний
- 1. 2. Учет характеристик состояния, геофизических и аэрометеорологических условий при проведении летного эксперимента
- 1. 3. Анализ проблем формализации связи оцениваемых ЛТХ с данными измерений
- 1. 4. Методические особенности учета оцениваемых характеристик ЛА в единичном эксперименте при реализации опытно-теоретического метода оценивания основных ЛТХ
- Глава 2. Разработка и анализ математических моделей движения баллистических ЛА для определения ЛТХ по результатам измерении летных испытаний
- 2. 1. Структура и основные требования, предъявляемые к математическим моделям движения баллистических ЛА в атмосфере
- 2. 2. Моделирование влияния факторов внешней среды
- 2. 3. Формирующие фильтры физических параметров атмосферы
- 2. 4. Применение локально-сплайновых моделей
- Глава 3. Программно-алгоритмическое обеспечение задач оценивания характеристик движения JIA по результатам измерений
- 3. 1. Идентификация параметров состояния с использованием методов фильтра Калмана
- 3. 2. Реализация вычислительных процедур рекуррентной фильтрации
- 3. 3. Применение фильтра Калмана для идентификации параметров JIA
- Глава 4. Алгоритм модифицированного фильтра Калмана для оценивания параметров движения вращающихся JIA и анализ численных результатов оценивания JITX
- 4. 1. Модифицированный фильтр Калмана для оценивания движения боеприпасов в условиях прогнозируемого возникновения явления параметрического резонанса
- 4. 2. Особенность построения численных процедур интегрирования дифференциальных уравнений движения JIA
- 4. 3. Практическая реализация вычислительных алгоритмов калмановской фильтрации и методов предотвращения «расходимости» фильтров. ЮЗ
- 4. 4. Построение процедур идентификации
Список литературы
- Экспериментальная баллистика ракетно-космических средств / В. В. Бетанов, JI.H. Лысенко, И. В. Лысенко, С.И. Ряполов- Под ред. Л. Н Лысенко, В. В. Бетанова, И. В. Лысенко. -М.: ВА РВСН им. Петра Великого, РАРАН, 2000. 286 с.
- Гурский Б.Г., Лющанов М. А., Спирин Э. П. Основы теории систем управления высокоточных ракетных комплексов Сухопутных войск / Под ред. В. Л. Солунина, — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.- 328 с.
- Информационные технологии в радиотехнических системах / В. А. Васин, И. Б. Валсов, Ю. М. Егоров и др.- Под ред. И. Б. Федорова. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. — 672с.
- Альхаф М. Надер. Разработка математических моделей для алгоритмов идентификации параметров состояния ЛА по результатам летных экспериментов // Труды научных чтений по авиации, посвященных памяти Н. Е. Жуковского. М., 2003.- С. 18.
- Альхаф М. Надер. О комплексировании измерений при проведении летных испытаний // Труды XXVIII Академических чтений по космонавтике. М., 2004, — С. 297.
- Лысенко Л.Н., Альхаф М. Надер. Модифицированный фильтр Калмана для оценивания движения боеприпасов в условиях прогнозируемого возникновения явления параметрического резонанса // Известия
- Российской академии ракетных и артиллерийских наук (РАРАН).- 2004.-№ 1(38).- С.13−21.
- Альхаф М. Надер. Алгоритмическое обеспечение процедур оценивания и идентификации характеристик спускаемого аппарата на этапе летных испытаний // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2004. — № 4.- С. 27 -41.
- Летные испытания ракет и космических аппаратов / Е. И. Кринецкий, JI.H. Александровская, А. В. Шаронов, А.С. Голубков- Под ред. Е. И. Кринецкого. М.: Машиностроение, 1979. — 464 с.
- Основы испытаний летательных аппаратов / Е. И. Кринецкий, JI.H. Александровская, B.C. Мельников, Н.А. Максимов- Под общей редакцией Е. И. Кринецкого. М.: Машиностроение, 1989. — 312 с.
- Жданюк Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений— М.: Сов. радио, 1978. 384 с.
- Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники М.: Советское радио, 1975. — Т. 2. -329 с.
- Н.Демиденко Е. З. Оптимизация и регрессия. М.: Наука. Гл. ред. Физ. — мат. Лит., 1989.-296 с.
- Демиденко Е.З. Линейная и нелинейная регрессии. М.: Финансы и статистика, 1981. — 302 с.
- Брандин В.Н., Васильев А. А., Худяков С. Т. Основы экспериментальной космической баллистики. М.: Машиностроение, 1974. -340 с.
- Брандин В.Н. Определение траекторий космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1978. — 216 с.
- Разоренов Г. Н. Теоретические основы управления полетом баллистических ракет и головных частей. М.: МО РФ, 2001. — 406с.
- Разоренов Г. Н., Бахрамов Э. А., Титов Ю. Ф. Системы управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 2003. -584с.
- Дмитриевский А.А., Лысенко Л. Н., Богодистов С. С. Внешняя баллистика.- М.: Машиностроение, 1991. 640 с.
- Костров А.В. Движение асимметричных баллистических аппаратов. -М.: Машиностроение, 1984. -271 с.
- Школьный Е. П., Майборода JI. А. Атмосфера и управление движением летательных аппаратов. JL: Гидрометеоиздат, 1973. — 307 с.
- Доброленский Ю.П. Динамика полета в неспокойной атмосфере. М.: Машиностроение, 1969. — 255 с.
- Шалыгин А.С. Прикладные методы статистического моделирования. JL: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1986. — 320 с.
- Шалыгин А.С., Палагин Ю. И. Моделирование случайных процессов и полей. СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 1997. -130с.
- Сухорченков Б.И., Меньшиков В. А. Методы анализа характеристик летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1995. -368 с. 27.3авьялов Ю.С., Квасов Б. И. Мирошниченко В.Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука, 1980. — 352 с.
- Сухорченков Б.И. Математические модели и методы анализа характеристик летательных аппаратов. М.: МО СССР, 1989. -225 с.
- Сейдж Э., Меле Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. М.: Связь, 1976. — 621с.
- О.Дмитриевский А. А., Лысенко Л. Н. Прикладные задачи теории оптимального управления движением беспилотных летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978. — 328 с.
- Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана Бьюси. -М.: Мир, 1972. -544 с.
- Grewal M.S., Andrews А.Р. Kalman filtering (theory and practice). N.Y.: Prentice Hall, 1993.-382 p.
- Minkler G., Minkler J. Theory and application of Kalman filtering. Palm Bay: Magellan, 1993.-608 p.
- Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана Бьюси детерминированное наблюдение и стохастическая фильтрация. — М.: Наука, 1982.- 199 с.
- Медведев B.C. Методы оптимального оценивания, фильтрации и управления. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1996. -167 с.
- Tracking filter and multi-sensor data fusion/ G. Girija, J.R. Raol, R.A. Raj, S. Kashyap // Sadhand. 2000. — Vol.25, April. — P. 159−167.
- Kenney, J. D., and Stirling, W. C Nonlinear filltering of convex sets of probability distributions //J. Stat. Plann. Inference.- 2002.-No.105.- P. 123−137.
- Медведев B.C. Методы оптимального оценивания, фильтрации и управления. Линейные системы. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1996.-167с.
- Raol J.R., Sinha N.K. On the orbit determination problem // IEEE Trans, on Aerospace and electronic systems. 1985. — Vol. AES-21, No. 3. — P.274−291.
- Ljung L. Asymptotic behavior of the extended Kalman filter as a parameter estimation for linear systems // IEEE Trans, on Automatic Control. 1979. -Vol. AC-24, No l.-P. 36−50.
- Repperger D.W. An implementation method for the discrete Kalman filter with applications to large-scale system // International Journal of Control. 1984. -Vol. 40, No l.-P. 53−64.
- Mitter, S.K., Laub A.J. The review of «Factorization methods for discrete sequential estimation.» // IEEE Transations on Automatic Control. — 1979. -Vol. AC-24, No. 6. P. 990−992.
- Timothy A. Davis, William W. Hager Modifying a sparse Cholesky factorization // SIAM J. Matrix Anal. APPL. 1999. — Vol. 20, No.3. — P. 606 627.
- Костров А.В., Гуков В. В. Итерационный синтез-метод идентификации аэродинамических характеристик КА по измерениям его движения // Космические исследования. 1986. — Т. XXIV, вып. 5. — С. 680−694.
- Chapman G.T., Kirk D.B. A method for extracting aerodynamic coefficients from free-flight data // AIAA J. 1970. — № 4. — P. 753.
- Raol J.R. Estimation of aerodynamic derivatives of projectiles from aeroballistic range data using maximum likelihood method // IE (I) Journal-AS. 1990. — Vol. 71, September. P. 17−20.
- Eugene A. Morelli. In-flight system identification // AIAA.- 1998.- No. AIAA-98−4261.
- Ananthasayanam M.R., Sarker A.K., Vathsal S. Parameter estimation of a flight vehicle using MMLE/BFGS estimator under limited measurements // AIAA. -2002. No. AIAA-2002−4624.
- Юров B.M. Аэродинамическая эквивалентность асимметричных тел с учетом нелинейных факторов влияния формы тела и угла атаки // Известия РАН, Механика жидкости и газа, 1993. № 6. — С 116−122.
- Morelli Е.А., Klein V. Determining the accuracy of aerodynamic model parameters estimated from flight test data // AIAA. 1995. — № 95−3498.
- Скиба Г. Г., Юров B.M. Метод определения АДХ асимметричных тел с учетом нелинейных факторов влияния формы тела // Известия РАН, Механика жидкости и газа, 1992. № 2. — С 121−128.
- Балакришнан А.В. Теория фильтрации Калмана. Пер. с англ. М.: Мир, 1988. -168с.
- Сейдж Э., Меле Дж. Идентификация систем управления./ Пер. с англ. -М.: Наука, 1974. 248с.
- Сухорученков Б.И., Меньшиков В. А. Методы анализа характеристик летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1995. -368с.
- Ishimoto S. New algorithm of maximum likelihood parameter estimation for flight vehicles // AIAA. 1997. — № 97−3784.
- Morelli E. A. And Klein V. Determining the accuracy of aerodynamic model parameters estimated from flight test data // AIAA. 1995. — № 95−3498.
- Garcia-velo J., Walker B.K. Aerodynamic parameter estimation for high performance aircraft using extended Kalman filtering // Journal of guidance, control and dynamics.- 1997.- Vol. 20, No. 6, November-December.- P. 1257−9.
- Кринецкий Е.И., Александровская JI.H. Летные испытания систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1975.-193 с.
- Кулифеев Ю.Б. Идентификация ЛА в полете с использованием полной априорной информации // Труды ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского.-19 781.- Вып. 1310.-С. 100−112.
- Сухорученко B.C., Карпович А. В. Особенности выполнения огневых задач управляемыми артиллерийскими снарядами при проведении контртеррористической операции // Известия Российской Академии ракетных и артиллерийских наук. 2003. — Выпуск 1. — С. 107−111.
- Шилов А.А., Гоман М. Г. Резонансные режимы пространственного неуправляемого движения аппаратов на участке входе в атмосферу // Труды ЦАГИ. 1975. — Вып. 1624. — 40 с.
- Гоман М.Г. Анализ резонансных режимов пространственного движения летательных аппаратов, имеющих плоскость симметрии при полете в атмосфере // Труды ЦАГИ. 1976. — Вып.1789. — 40с.
- Кузмак Г. Е. Динамика неуправляемого движения летательных аппаратов при входе в атмосферу. М.: Наука, 1970. — 348с.
- Ярошевский В.А. Приближенный анализ неуправляемого движения тела вращения с малой асимметрией при спуске в атмосфере // Труды ЦАГИ. -1971.- Вып. 1322. -32с.
- Barbera F. An analytical technique for studying the anomalous roll behavior of ballistic vehicle // AIAA. 1969. — No. 69−103.
- Price D.A., Ericsson L.E. A new treatment of roll bitch coupling for re-entry vehicles // AIAA paper No. 69−101.
- Казаковцев В.П. Динамика углового движения боеприпаса в условиях возникновения движения параметрического резонанса // Известия
- Российской академии ракетных и артиллерийских наук.- 2004.- № 1(38). -С. 22−25.
- Казаковцев В. П. Аналитический метод оценки влияния малых массово-конструкционных асимметрий на динамику углового движения спускаемого аппарата // Оборонная техника. 1997. — № 9−10. — С. 57−59.
- Казаковцев В. П. Анализ динамики углового движения летательных аппаратов методами качественной теории систем // Оборонная техника. -2000. -№ 1−2.-С. 86−88.
- Кожевников Ю.В. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Машиностроение, 2002. 415 с.