基于PSO和RBF网络的模糊末制导律研究

摘要

导弹导引系统实质上是一个同时具有非线性、时变性和模型不确定性的复杂系统。近年来，随着被拦截目标速度和机动性能力的增强，导弹导引系统的制导任务变得越来越复杂。传统的末制导律已不能满足日趋严格的拦截要求，尤其是目标大机动规避。基于最新控制理论的新型导引律成为各国精确制导技术的研究热点。其中基于模糊逻辑的导引律研究越来越多，逐渐成为热点。
　　本文首先分析了导弹运动数学模型，建立了导引律仿真系统，对传统导引律进行了介绍，并从理论上对盲区所引起的脱靶量进行分析。考虑到粒子群算法(particleswarmoptimization,PSO)原理简单，易于实现工程优化，研究了粒子群算法的基本原理以用来优化后来所设计的导引律，提出了一种基于线性递减惯性权重和交叉策略的改进算法。仿真结果表明，该改进算法不仅操作简单，而且有效。
　　其次，针对模糊导引律中存在的参数优化问题，提出了两种基于粒子群算法优化的模糊导引律，依据导引性能指标对模糊导引律的参数进行优化。一种是基于粒子群优化的模糊导引律，用粒子群算法同时优化模糊控制器中的比例因子、量化因子和模糊规则库的权重；另一种是基于RBF(radialba-sisfunction，RBF)神经网络推理的RBF模糊神经网络导引律，并用粒子群算法优化导引律参数。仿真结果表明，粒子群算法可以简化模糊设计过程中的参数优化等问题，优化后的模糊导引律在制导精度等各方面都有显著提高。
　　最后，针对自适应模糊导引律参数设计的困难，设计了两种基于RBF神经网络的自适应模糊导引律。一种是基于RBF网络整定的自适应模糊导引律，通过对RBF神经网络两个自调整因子增量式公式的推导，得到了RBF网络整定的自调整因子递推公式。另一种导引律是基于RBF网络辨识的自适应模糊导引律，即用RBF网络去辨识这两个自调整因子。仿真结果对比表明，这两种导引律拦截精度更高，拦截时间更短，并且对拦截机动目标有很强的自适应性，是一种具有实用价值的高精度末制导律。

目录

基于PSO和RBF网络的模糊末制导律研究

THE RESEARCH OF FUZZY TERMINAL GUIDANCE LAW BASED ON PSO AND RBF NEURAL NETWORKS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 精确制导技术发展概况

1.1.1 精确制导技术与制导武器

1.1.2 精确制导技术在现代战争中的地位及其发展趋势

1.2 精确制导律研究背景及其意义

1.3 国内外末制导律研究现状及分析

1.4 本文主要研究内容

第2章 导弹导引系统建模与传统末制导律

2.1 概述

2.2 导弹运动数学模型

2.2.1 导弹导引系统坐标系的定义

2.2.2 坐标系之间的转换关系

2.2.3 拦截几何和导弹目标相对运动

2.2.4 导弹运动学描述

2.2.5 目标运动学描述

2.2.6 导引系统仿真框图

2.3 传统导引律分析

2.3.1 追踪法

2.3.2 平行接近法

2.3.3 比例导引

2.3.4 三种速度导引方法的比较和联系

2.3.5 比例导引的弹道特性

2.4 脱靶量分析

第3章 粒子群算法及其改进

3.1 概述

3.2 粒子群算法基本原理

3.2.1 群智能

3.2.2 粒子群算法

3.3 粒子群算法的改进

3.4 交叉PSO算法

3.4.1 TSP问题

3.4.2 离散的PSO算法

3.4.3 求解TSP问题的交叉PSO

3.5 仿真结果分析

3.5.1 原始PSO和基本PSO对比试验

3.5.2 TSP问题

3.6 本章小结

第4章 基于RBF网络推理的模糊导引律

4.1 概述

4.2 模糊逻辑导引律

4.3 基于PSO的模糊导引律参数优化

4.4 RBF模糊神经网络控制器的设计

4.5 基于PSO的RBF模糊神经网络导引律参数优化

4.6 仿真结果及分析

4.6.1 基于PSO的模糊导引律

4.6.2 基于PSO的RBF模糊神经网络导引律

4.7 本章小结

第5章 基于RBF网络优化的自适应模糊导引律

5.1 概述

5.2 追击目标运动学分析

5.3 自适应模糊导引律

5.4 基于RBF网络整定的自适应模糊导引律

5.4.1 RBF网络的学习算法

5.4.2 RBF网络整定的,公式推导

5.5 基于RBF网络辨识的自适应模糊导引律

5.6 仿真结果及分析

5.6.1 RBF网络整定的模糊导引律

5.6.2 RBF网络辨识的模糊导引律

5.6.3 三种导引律的对比分析

5.7 本章小结

1 Benchmark测试函数

2 14城市的标准TSP问题坐标(burma14)：

3 31城市的CTSP问题坐标：

4 4种交叉策略和6种变异策略[51]

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢