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Voronoi分布式虚拟结构制导炸弹群控制策略设计

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兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 272-277页

作者：陈烨盛安冬梁苑路绳方南京工程学院人工智能产业技术研究院南京211167 南京理工大学自动化学院南京210094

为进一步提升精确制导炸弹群面向区域目标时的毁伤效果,基于现有制导炸弹动力学模型,给出炸弹群控制系统运动模型,并依托计算几何理论中Voronoi图对区域目标特征进行分析,给出各弹体最佳弹着点位置计算方法,运用多智能体虚拟结构法实现... 详细信息

为进一步提升精确制导炸弹群面向区域目标时的毁伤效果,基于现有制导炸弹动力学模型,给出炸弹群控制系统运动模型,并依托计算几何理论中Voronoi图对区域目标特征进行分析,给出各弹体最佳弹着点位置计算方法,运用多智能体虚拟结构法实现制导炸弹群下落过程中的队形可控,通过分布式一致策略达到各弹体间关于虚拟结构中心节点的一致性,实现对区域目标的最优覆盖毁伤,并对所提控制策略进行有效评估。

关键词：制导炸弹多智能体 Voronoi图分布式一致虚拟结构法

基于随机超曲面模型的机动星凸形扩展目标跟踪

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兵器装备工程学报 2024年第6期45卷 181-187页

作者：程飞龙金智峰戚国庆李银伢盛安冬南京理工大学自动化学院南京210094 上海精密计量测试研究所上海200090

针对具有强机动性的扩展目标跟踪问题,不仅需要估计目标的运动状态,还要准确识别目标机动过程中的形状变化。由于目标机动和模型的复杂所导致的高维非线性问题,提出了一种基于随机超曲面模型的扩展目标方向自适应跟踪算法。通过使用输... 详细信息

针对具有强机动性的扩展目标跟踪问题,不仅需要估计目标的运动状态,还要准确识别目标机动过程中的形状变化。由于目标机动和模型的复杂所导致的高维非线性问题,提出了一种基于随机超曲面模型的扩展目标方向自适应跟踪算法。通过使用输入估计检测器对目标机动进行判断,再利用目标机动的大小修正形状参数的先验,其次基于先验信息更新量测,并结合无迹卡尔曼滤波算法,实现对机动扩展目标的状态跟踪和形状识别。利用均方根误差和quasi-Jaccard距离分别对目标质心位置的跟踪质量和形状的跟踪性能进行评价。仿真实验结果证明了该算法的有效性。

关键词：机动目标扩展目标星凸形随机超曲面方向自适应先验形状参数

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基于神经网络的椭圆扩展目标形态估计

兵器装备工程学报 2024年第3期45卷 274-279页

作者：陈训成戚国庆亓俊杰李银伢盛安冬南京理工大学自动化学院南京210094 上海精密计量测试研究所上海201109

针对复杂环境下由稀疏量测引起的椭圆扩展目标形态估计精度低的问题,提出了一种基于神经网络的形态估计方法。利用神经网络对目标量测进行处理,估计出椭圆扩展目标的轴长,然后结合卡尔曼滤波算法实现目标的跟踪。仿真实验结果表明,通过... 详细信息

针对复杂环境下由稀疏量测引起的椭圆扩展目标形态估计精度低的问题,提出了一种基于神经网络的形态估计方法。利用神经网络对目标量测进行处理,估计出椭圆扩展目标的轴长,然后结合卡尔曼滤波算法实现目标的跟踪。仿真实验结果表明,通过与基于随机矩阵、乘性误差以及卷积神经网络等模型的算法相比,所提算法的跟踪性能有显著改进。

关键词：扩展目标跟踪神经网络卡尔曼滤波形态估计

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不完全量测下事件触发水面扩展目标跟踪

兵工学报 2023年

作者：梁苑戚国庆陈烨李银伢盛安冬南京理工大学自动化学院南京工程学院汽车与轨道交通学院南京工程学院人工智能产业技术研究院

已有的水面扩展目标跟踪方法虽然提高了跟踪精度，但增加了通信消耗，而且无法避免不完全量测的干扰。为解决上述问题，依据探测器获取目标信息的机理将量测向量中各分量进行分组，建立不完全量测下由随机矩阵描述的扩展目标测量模型；... 详细信息

已有的水面扩展目标跟踪方法虽然提高了跟踪精度，但增加了通信消耗，而且无法避免不完全量测的干扰。为解决上述问题，依据探测器获取目标信息的机理将量测向量中各分量进行分组，建立不完全量测下由随机矩阵描述的扩展目标测量模型；进而结合目标运动模型，构建不完全量测下水面扩展目标跟踪模型；基于所建立的目标跟踪模型，提出一种多通道解耦的事件触发机制调节探测器与估计中心间的数据传输；基于容积卡尔曼滤波算法，提出一种不完全量测下事件触发水面扩展目标跟踪方法。仿真实验结果表明，所提方法可在保持较高目标跟踪精度的前提下，显著降低通信消耗，同时有效避免不完全量测的干扰。

关键词：水面扩展目标跟踪事件触发机制不完全量测容积卡尔曼滤波

不完全随机有偏量测下高炮火控系统诸元误差统计特性分析

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兵工学报 2010年第2期31卷 229-234页

作者：刘锐盛安冬南京理工大学自动化学院江苏南京210094

针对频繁出现于工程实际中的不完全随机有偏量测为背景的火控系统性能的理论研究,建立了不完全随机有偏量测下的离散线性观测系统数学模型,给出了观测系统统计意义下的估计误差方差Cramér-Rao下界(CRLB);根据目标位置、速度与射击诸元... 详细信息

针对频繁出现于工程实际中的不完全随机有偏量测为背景的火控系统性能的理论研究,建立了不完全随机有偏量测下的离散线性观测系统数学模型,给出了观测系统统计意义下的估计误差方差Cramér-Rao下界(CRLB);根据目标位置、速度与射击诸元间的非线性误差传递关系,利用U-T变换得到不完全随机有偏量测影响下的射击诸元误差方差下界。以某型数字化高炮火控系统为例,仿真结果表明:在给定探测概率和偏差发生率影响下,观测系统在标准航路特征点上的估计性能较无偏完全量测的估计性能下降23.3%,导致火控系统性能下降25%.

关键词：自动控制技术高炮不完全量测随机有偏量测 Cramér-Rao下界

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具有角速度测量的光电跟踪系统分析

兵工学报 2009年第10期30卷 1320-1326页

作者：陈黎戚国庆盛安冬南京理工大学自动化学院江苏南京290014

采用球坐标位置测量的传统光电跟踪系统,在充分利用模型先验信息而不增加其它测量信息的前提下,很难进一步改善目标运动参数的估计性能。在传统光电跟踪系统基础上,引入俯仰和偏航两个角速度测量装置来提高跟踪系统性能的设计思想,尚未... 详细信息

采用球坐标位置测量的传统光电跟踪系统,在充分利用模型先验信息而不增加其它测量信息的前提下,很难进一步改善目标运动参数的估计性能。在传统光电跟踪系统基础上,引入俯仰和偏航两个角速度测量装置来提高跟踪系统性能的设计思想,尚未见文献报道。本文借鉴扩展卡尔曼滤波器(EKF)思想,建立了新的测量模型,并从理论上分析了跟踪偏差的渐进性质。对原有位置测量和附加角速度测量的序贯滤波处理保证了工程实现的可行性和实时性。仿真结果表明,附加角速度测量后,光电跟踪系统收敛速度加快,估计误差均方差减小,系统跟踪性能得到全面提升。

关键词：飞行器控制、导航技术状态估计目标跟踪光电跟踪系统角速度测量

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伪多跳中继分布式一致性算法

控制理论与应用 2012年第5期29卷 623-628页

作者：彭换新戚国庆盛安冬南京理工大学自动化学院江苏南京210094 南京工业职业技术学院机械系江苏南京210046

为了提高分布式一致性问题的收敛速度,减少节点间的通信成本,本文提出一种分布式一致性算法.新算法采用单跳通信,利用非邻接节点的前状态信息进行节点状态更新.本文证明了在无向通信拓扑下新算法的一致性收敛,并分析计算了新算法的通信... 详细信息

为了提高分布式一致性问题的收敛速度,减少节点间的通信成本,本文提出一种分布式一致性算法.新算法采用单跳通信,利用非邻接节点的前状态信息进行节点状态更新.本文证明了在无向通信拓扑下新算法的一致性收敛,并分析计算了新算法的通信量以及收敛速度的变化.通过理论分析和仿真验证,结果表明新算法具有收敛速度快,通信方式简单,通信量少,存在通信延时情况下通信数据不容易丢失等优点.

关键词：分布式一致性多智能体系统单跳通信多跳中继通信

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分布式数字化牵引高炮系统的命中概率分析

兵工学报 2009年第10期30卷 1382-1388页

作者：刘锐李银伢盛安冬南京理工大学自动化学院江苏南京210094

针对分布式高炮系统数字化改造出现的新变化,研究了数字化改造后高炮系统的命中概率。首先分析了射击误差和目标位置误差,在预测迎弹面的目标投影为圆域假定下,分别给出了牵引高炮系统在不带基线修正的传统平行射向和数字化改造后带基... 详细信息

针对分布式高炮系统数字化改造出现的新变化,研究了数字化改造后高炮系统的命中概率。首先分析了射击误差和目标位置误差,在预测迎弹面的目标投影为圆域假定下,分别给出了牵引高炮系统在不带基线修正的传统平行射向和数字化改造后带基线修正射击体制下的命中概率理论计算公式。理论研究表明:在相同前提下,带基线修正的分布式数字化高炮系统的命中概率优于不带基线修正的传统高炮系统;前者的基线斜距仅对弹丸散布形状有影响,而对整体命中概率影响不显著;且合理的基线斜距相对误差导致的理论命中点偏差,对整体命中概率影响也十分有限。理论分析中的单门高炮一次点射发弹的命中概率通过Monte-Carlo仿真得到。

关键词：自动控制技术分布式数字化高炮命中概率基线斜距基线相对误差

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舰艇编队协同反导作战网络效果度量方法研究

兵工学报 2010年第9期31卷 1247-1253页

作者：滕克难盛安冬南京理工大学自动化学院江苏南京210094 海军航空工程学院科研部山东烟台264001

网络条件下海上舰艇编队协同反导是"网络中心战"理论研究的难题之一。为了度量其网络效果,本文在分析海上编队协同反导过程、原理和网络化组织特性的基础上,采用图论和网络特征值有关理论与方法,建立网络化组织作战效果的度量模型;并结... 详细信息

网络条件下海上舰艇编队协同反导是"网络中心战"理论研究的难题之一。为了度量其网络效果,本文在分析海上编队协同反导过程、原理和网络化组织特性的基础上,采用图论和网络特征值有关理论与方法,建立网络化组织作战效果的度量模型;并结合一个运用案例,对有或无数据链2种条件下网络效果进行仿真分析。结果表明:舰艇编队的协同反导作战网络中,作战节点的战损直接影响网络的最大期望特征值,有数据链条件下的协同反导效果是无数据链条件下协同反导效果的3～5倍。

关键词：信息科学与系统科学反导防御网络化协同