本文關鍵詞：翼傘歸航軌跡優(yōu)化及三維計算機仿真

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【摘要】：近年來可控翼傘空投系統(tǒng)得到了廣泛的研究,在軍事、救災等領域的應用越來越廣泛,在飛行器回收領域內的應用也備受國際宇航界的重視。本文主要圍繞翼傘空投過程中歸航軌跡優(yōu)化及三維計算機仿真等方面展開研究：1.介紹了翼傘系統(tǒng)結構以及空投過程中操縱的基本原理,根據翼傘在空投運動過程中所受力的不同,對翼傘系統(tǒng)進行了六自由度運動力學建模,給出了翼傘系統(tǒng)六自由度模型。2.通過對翼傘系統(tǒng)數學模型進行簡化,提煉出三自由度翼傘數學模型,并提出了翼傘歸航軌跡優(yōu)化問題。在該優(yōu)化問題求解過程中,不僅對控制變量進行優(yōu)化,還引入了Time-scaling變換對時間切換點進行優(yōu)化,通過靈敏度分析方法,顯式給出了目標函數關于控制變量和時間切換點的梯度表達式,并對優(yōu)化過程進行了Matlab仿真。仿真結果表明,與基于等分時間區(qū)間的分段常值控制策略相比,利用基于Time-scaling變換的優(yōu)化控制策略不僅能使優(yōu)化效果更好,而且在一定程度上縮短了優(yōu)化時間。3.利用Matlab與VC++混合編程,在基于VC++下的OpenGL環(huán)境中對翼傘系統(tǒng)及其工作場景進行三維計算機仿真環(huán)境開發(fā),形成了真實感較強的三維仿真效果。為進一步改善仿真效果,本文針對CRATES認知機器人高耦合實驗和仿真架構進行了研究,實現了CRATES環(huán)境的搭建、翼傘模型描述文件的編寫以及將翼傘模型加載到CRATES仿真環(huán)境中,為后續(xù)的工作和研究奠定了基礎。
【關鍵詞】：翼傘 軌跡優(yōu)化 Time-scaling轉換 三維仿真 OpenGL CTATES
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V249;TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 課題研究的背景和意義14-17
• 1.2 研究現狀17-21
• 1.2.1 歸航軌跡優(yōu)化18-20
• 1.2.2 三維計算機仿真環(huán)境開發(fā)20-21
• 1.3 本文主要研究內容21-22
• 1.4 本章小結22-24
• 第二章 翼傘系統(tǒng)六自由度模型24-36
• 2.1 翼傘的結構及操縱原理24-25
• 2.2 翼傘系統(tǒng)的建模25-35
• 2.2.1 坐標系建立25-26
• 2.2.2 六自由度模型26-35
• 2.3 本章小結35-36
• 第三章 翼傘歸航軌跡優(yōu)化36-50
• 3.1 翼傘簡化模型及最優(yōu)控制問題36-40
• 3.2 分段常值控制40-48
• 3.3 分段常值控制Matlab仿真48
• 3.4 本章小結48-50
• 第四章 Time-scaling變換求解翼傘系統(tǒng)歸航軌跡優(yōu)化50-70
• 4.1 Time-scaling變換50-58
• 4.2 Time-scaling變換的Matlab仿真58-64
• 4.3 與其它方法優(yōu)化結果的比較64-68
• 4.3.1 與基于等分時間區(qū)間的分段常值優(yōu)化結果的比較64
• 4.3.2 與共軛梯度法優(yōu)化結果的比較64-66
• 4.3.3 與標準粒子群算法優(yōu)化結果的比較66-68
• 4.4 本章小結68-70
• 第五章 翼傘的三維計算機仿真70-78
• 5.1 三維仿真的步驟及功能70-72
• 5.1.1 軟件介紹70-72
• 5.1.2 實現三維仿真的步驟72
• 5.1.3 三維仿真實現的功能72
• 5.2 三維仿真的實現72-76
• 5.2.1 OpenGL讀取3DS Max三維模型72-75
• 5.2.2 VC++與Matlab的混合編程75-76
• 5.3 仿真結果76-77
• 5.4 本章小結77-78
• 第六章 CRATES仿真模擬環(huán)境介紹78-84
• 6.1 CRATES環(huán)境介紹78-80
• 6.2 CRATES在模擬翼傘空投過程中的應用80-82
• 6.3 本章小結82-84
• 第七章 總結與展望84-86
• 7.1 本文工作總結84-85
• 7.2 未來工作的展望85-86
• 參考文獻86-90
• 附錄A CRATES環(huán)境要求及說明90-92
• 附錄B CRATES環(huán)境配置過程92-96
• 致謝96-98
• 作者簡歷98-100
• 發(fā)表文章目錄100

【參考文獻】

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本文編號：1101144