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基于狼群优化的卫星集群对空间目标围捕方法

北京航空航天大学学报 2022年

作者：刘彦昊佘浩平蒙波黄剑斌黄良伟中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京理工大学宇航学院

卫星集群对空间目标形成围捕态势是空间轨道竞争研究非常重要的一个方面，围捕态势可有效支持卫星集群面向空间目标实施全方位强实时探测感知、多角度追逃博弈。现有对空间目标追逃问题的研究大多基于微分对策理论，建立一追一逃博弈模... 详细信息

卫星集群对空间目标形成围捕态势是空间轨道竞争研究非常重要的一个方面，围捕态势可有效支持卫星集群面向空间目标实施全方位强实时探测感知、多角度追逃博弈。现有对空间目标追逃问题的研究大多基于微分对策理论，建立一追一逃博弈模型进行求解。对于卫星集群协同配合，以群体形式实现围捕则是研究难点。针对由卫星集群围捕空间目标这一难题，提出了基于狼群优化算法的空间目标围捕方法，将围捕任务总时长离散为多个决策周期，设计了综合考虑集群位置分布、合围态势、燃料消耗与安全防撞的适应度函数，通过对每个决策周期卫星集群内各星推力矢量的协同优化，控制卫星集群接近空间目标并近似均布在以目标为球心的球面上。仿真结果表明：该方法能够快速获得卫星集群对空间目标围捕的机动策略，构建出集群围捕态势，有效支持空间轨道竞争任务。

关键词：卫星集群空间围捕狼群算法机动控制协同优化

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基于理想视线的弹道成型最优导引律

兵工学报 2014年第8期35卷 1200-1204页

作者：李浩佘浩平北京理工大学宇航学院北京100081

寻的导弹在追踪目标的过程中,常遇到由于背景过于复杂而锁定目标失败的情况,例如在导弹下视攻击低空目标时,强地面背景和地杂波干扰常常导致导弹无法正常截获或跟踪目标。提出一种以理想视线为控制目标的建模方法,并在约束终端弹目相对... 详细信息

寻的导弹在追踪目标的过程中,常遇到由于背景过于复杂而锁定目标失败的情况,例如在导弹下视攻击低空目标时,强地面背景和地杂波干扰常常导致导弹无法正常截获或跟踪目标。提出一种以理想视线为控制目标的建模方法,并在约束终端弹目相对运动方向和弹道过载的基础上,设计了一种弹道成型最优导引律。该导引律并不直接控制终端相对速度矢量,只在所设定的理想视线的垂直方向上进行控制,从而导引律形式更简单,扩展性更强。通过数字仿真表明,所设计的导引律能够较好地实现末端弹道成型要求,并且过载分配更为合理,可有效减小地面背景和地杂波干扰对导引头截获跟踪的影响。

关键词：控制科学与技术最优导引律弹道成型理想视线过载优化

GPS/INS组合制导弹药空中对准的初始滚转角估计新算法

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兵工学报 2011年第10期32卷 1265-1270页

作者：佘浩平杨树兴倪慧北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 中国兵器科学研究院北京100089

GPS/INS组合制导弹药从常规平台发射后需要在空中重新对准时,滚转角的初值难以获得。为解决该问题,分别针对弹体倾斜稳定和低速旋转两种情况,提出了估计初始滚转角的新算法。从姿态运动学方程出发,推导了弹体滚转角与横向角速率、姿态... 详细信息

GPS/INS组合制导弹药从常规平台发射后需要在空中重新对准时,滚转角的初值难以获得。为解决该问题,分别针对弹体倾斜稳定和低速旋转两种情况,提出了估计初始滚转角的新算法。从姿态运动学方程出发,推导了弹体滚转角与横向角速率、姿态角速率之间的关系式,利用角速率陀螺测量值和GPS的速度测量值,基于最小二乘估计方法,可获得滚转角的最优估计值。仿真结果和性能分析表明,飞行过程中的随机风和常值风是影响估计精度的主要因素,在各种典型测量水平和飞行条件下估计算法的误差均小于3°.该算法可用于空中粗对准时的滚转角估计。

关键词：飞行器控制导航技术制导弹药惯性导航系统空中对准滚转角

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一种新型弹体结构导弹动力学方程的建立

弹箭与制导学报 2003年第S4期23卷 153-155页

作者：佘浩平杨树兴北京理工大学机电工程学院北京100081

文中提出了一种新型导弹弹体结构,该种结构的弹体一部分保持滚转稳定,另一部分可绕弹体纵轴自由旋转;并推导了该种弹体结构的动力学方程。该种弹体结构可充分结合滚转导弹和非滚转导弹各自的优点,在某些应用场合可解决传统导弹的一些固... 详细信息

文中提出了一种新型导弹弹体结构,该种结构的弹体一部分保持滚转稳定,另一部分可绕弹体纵轴自由旋转;并推导了该种弹体结构的动力学方程。该种弹体结构可充分结合滚转导弹和非滚转导弹各自的优点,在某些应用场合可解决传统导弹的一些固有难题。

关键词：导弹弹体结构动力学方程

基于GPS/INS的制导型火箭弹系统概念设计

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弹箭与制导学报 2003年第S5期23卷 173-175页

作者：佘浩平杨树兴北京理工大学北京100081

提出了一种基于 GPS/INS 的制导型火箭弹系统概念。制导型火箭弹采用弹载 GPS/INS 组合系统获取实际弹道数据,将其与基准弹道数据进行比较,根据偏差产生控制指令,采用鸭舵对火箭弹进行全程三通道控制,采用自由旋转尾翼实现鸭舵和尾翼之... 详细信息

提出了一种基于 GPS/INS 的制导型火箭弹系统概念。制导型火箭弹采用弹载 GPS/INS 组合系统获取实际弹道数据,将其与基准弹道数据进行比较,根据偏差产生控制指令,采用鸭舵对火箭弹进行全程三通道控制,采用自由旋转尾翼实现鸭舵和尾翼之间的气动解耦。此外,对制导型火箭弹的结构布局、主要部件及其功能和大体工作过程进行了分析,指出了有待解决的关键技术。

关键词：全球定位系统(GPS) 惯性导航系统(INS) 制导型火箭弹系统概念

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火箭弹气动学科代理模型构建方法研究

固体火箭技术 2007年第1期30卷 1-4,38页

作者：赵良玉杨树兴佘浩平北京理工大学机电工程学院北京100081

针对火箭弹多学科优化体系中气动学科采用计算流体力学方法计算时间过长的问题,提出了一种综合运用CFD技术、试验设计技术、径向基函数神经网络技术构建火箭弹气动学科代理模型的方法,并对其流程进行了详细分析说明。通过算例分析,证明... 详细信息

针对火箭弹多学科优化体系中气动学科采用计算流体力学方法计算时间过长的问题,提出了一种综合运用CFD技术、试验设计技术、径向基函数神经网络技术构建火箭弹气动学科代理模型的方法,并对其流程进行了详细分析说明。通过算例分析,证明了该方法的可行性和有效性。该方法在保证一定精度前提下大大降低了火箭弹气动学科的计算周期。

关键词：多学科设计优化代理模型火箭弹 RBF神经网络

直瞄式近程旋转火箭弹的捷联惯导系统建模研究

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弹箭与制导学报 2006年第S2期26卷 414-417页

作者：倪慧杨树兴佘浩平北京理工大学北京100081

捷联惯导系统通常应用于较远射程的导弹等飞行器上,近年来,随着惯性器件的微型化和低成本化,使其在近程小口径火箭武器上的应用成为可能,在近程武器上仍采用原有的捷联惯导解算方法则过于复杂,文中推导了在近射程、滚转体制条件下直瞄... 详细信息

捷联惯导系统通常应用于较远射程的导弹等飞行器上,近年来,随着惯性器件的微型化和低成本化,使其在近程小口径火箭武器上的应用成为可能,在近程武器上仍采用原有的捷联惯导解算方法则过于复杂,文中推导了在近射程、滚转体制条件下直瞄式火箭弹的捷联惯导基本方程,建立了相应的解算模型。在此基础上,以某型直瞄式反坦克火箭弹为例进行了仿真,验证了所建立的惯导方程及解算模型的正确性。

关键词：捷联惯导系统直瞄式近程旋转火箭弹

脉冲发动机对姿态稳定的近程反坦克火箭弹控制效果的研究

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弹箭与制导学报 2006年第S4期26卷 759-762页

作者：倪慧杨树兴佘浩平北京理工大学北京100081

为研究近程反坦克火箭弹采用脉冲发动机进行姿态稳定控制的效果,文中提出脉冲点火算法和脉冲发动机的等效合力模型,通过弹道仿真分别研究了初始扰动、推力偏心、常值风等主要干扰因素作用下姿态稳定系统的控制效果。研究结果表明,姿态... 详细信息

为研究近程反坦克火箭弹采用脉冲发动机进行姿态稳定控制的效果,文中提出脉冲点火算法和脉冲发动机的等效合力模型,通过弹道仿真分别研究了初始扰动、推力偏心、常值风等主要干扰因素作用下姿态稳定系统的控制效果。研究结果表明,姿态稳定控制对初始扰动、推力偏心等干扰因素造成的弹道偏差能进行有效的控制,但对常值风干扰造成的弹道偏差无修正能力。因此,可以采用姿态隐定方式提高近程反坦克火箭弹的射击精度,但发射时必须提供气象条件保障。

关键词：姿态稳定火箭弹脉冲发动机脉冲点火算法干扰

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火箭弹气动学科近似方法分析

弹箭与制导学报 2008年第3期28卷 175-180页

作者：赵良玉杨树兴佘浩平北京理工大学宇航科学技术学院北京100081

为了确定最适合于火箭弹气动学科的近似方法,分别采用二阶响应面方法、Kriging方法、径向基神经网络方法构建了火箭弹气动学科代理模型,并对三种代理模型的近似精度做了比较。针对现有近似方法评估策略的不足,提出了一种基于相对误差综... 详细信息

为了确定最适合于火箭弹气动学科的近似方法,分别采用二阶响应面方法、Kriging方法、径向基神经网络方法构建了火箭弹气动学科代理模型,并对三种代理模型的近似精度做了比较。针对现有近似方法评估策略的不足,提出了一种基于相对误差综合均值的近似效果综合评估策略。结果表明该评估策略是有效的,二阶响应面近似方法不可取,径向基神经网络近似方法部分点数据的近似精度低于Kriging方法,但其综合性能最好。

关键词：近似方法火箭弹 RBF神经网络