[發(fā)明專利]消防水炮射擊解算模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310713580.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103699012A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金云;張海君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北漢光重工有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G05B17/00
• 分類號(hào): G05B17/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營(yíng);張煥亮

1.一種消防水炮射擊解算模型，其特征在于：包括射擊濾波模型和射擊解算模型；所述的射擊濾波模型：

（1）、最小二乘濾波模型如下式表示：

y_i＝ax_i+b

y=-2nΣyi+6n(n+1)Σj·yi]]>

a=-6ΔT(n-1)nΣyi+12ΔT(n2-1)nΣj·yi]]>

y_i＝Y(jié)_i-S_n-i

Σyi=ΣYi-Σi=0nSn-i]]>

Σj·yi=Σj·Yi-Σi=0,j=1nj·Sn-i]]>

采樣數(shù)據(jù)序列x_i（i=1,2,3...），采樣周期為△T，觀察時(shí)間為ns，我艦航程為S_ni；

（2）、跟蹤與預(yù)測(cè)自適應(yīng)濾波算法：

最小二乘辨識(shí)算法，結(jié)合Kalman濾波器，可以實(shí)現(xiàn)在線辨識(shí)濾波，由濾波輸出結(jié)果辨識(shí)得到參數(shù)a、b，由參數(shù)a、b確定Kalman濾波器中目標(biāo)模型的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，如此循環(huán)計(jì)算；

t時(shí)刻的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)方程和觀測(cè)方程為

x·1(t)x·2(t)x·3(t)=01000100a·x1(t)x2(t)x3(t)+001·b+001·w(t)]]>

y(t)=100·x1(t)x2(t)x3(t)+v(t)]]>

取狀態(tài)變量為：X(t)＝[x₁(t)?x₂(t)?x₃(t)]^T，則上式可化為

X·(t)=A(a)·X(t)+B·b+C·W(t)]]>

Y（t)＝H·X(t)+V(t)

其中：A(a)=01000100a,B=001,C=001,H=100]]>

W(t)，V(t)是互相獨(dú)立的零均值白噪聲序列，統(tǒng)計(jì)特性如下：

E[W(t)]＝E[V(t)]＝O，E[W(t)·W^T(τ)^t]＝q·δ(t-τ)，E[V(t)·V^T(τ)]＝R·δ(t-τ)

將上述連續(xù)方程進(jìn)行離散化處理，得到離散時(shí)刻的參數(shù)辨識(shí)模型運(yùn)動(dòng)方程

X(k+1)＝Φ(k+1，k)·X(k)+U·b+Γ·W(k)

Z(k)＝H·X(k)+V(k)

其中：

Φ(k+1,k)=eA(a)T=1T-1a2·(1+aT-eaT)01-1a·(1-eaT)00eaT]]>

U=∫0TeAt·dt·B-1a2·[T+a2·T2+1a·(1-eaT)]-1a·[T+1a·(1-eaT)-1a·(1-eaT)=Γ]]>

Q＝E{[Γ·w(k)]·[Γ·w(k)]^T}＝Γ·E[w(k)·w(k)^T]·Γ^T

應(yīng)用Kalman濾波，得到如下濾波方程：

X^(k/k-1)=Φ(k,k-1)·X^(k-1/k-1)+Γ(k,k-1)·b]]>

P(k/k-1)＝Φ(k，k-1)·P(k-1/k-1)·Φ^T(k，k-1)+Γ(k，k-1)·Q(k-1)·Γ^T(k，k-1)

K(k)＝P(k/k-1)·H^T(k)·[H(k)·P(k/k-1)·H^T(k)+R(k)]^-1

X^(k/k)=X^(k/k-1)+K(k)·[Z(k)-H(k)·X^(k/k-1)]]]>

P(k/k)＝[I-K(k)·H(k)]·P(k/k-1)

基于參數(shù)辨識(shí)模型的濾波算法是依據(jù)在線辨識(shí)濾波原理實(shí)現(xiàn)的，利用最小二乘辨識(shí)算法，由濾波輸出結(jié)果辨識(shí)得到參數(shù)a、b，再由參數(shù)a、b確定Kalman濾波器中目標(biāo)模型的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，循環(huán)計(jì)算，直到精度達(dá)到要求；

所屬的射擊解算模型：

射擊解算模型主要采用解遇彈道逼近法，結(jié)合艦炮武器系統(tǒng)的火控常用方法，預(yù)測(cè)解相遇水炮未來(lái)點(diǎn)，充分考慮氣象條件對(duì)水炮著點(diǎn)的影響，解算出射擊諸元,射流曲線方程為：

y=Atanθ0·Bx-CgxEv02cos2θ0-D·gx3(v0cosθ0)3]]>

其中y為射高，θ₀為射角，v₀為初速，g為重力加速度，x為射程,A,B,C,D,E為彈道系數(shù)，g為重力加速度。