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面向时间协同的巡飞弹集群信息采集控制方法

信息技术与信息化 2024年第8期 115-118页

作者：李健一楚要钦李航航空工业西安航空计算技术研究所陕西西安710065

为了适应更加复杂的作战环境,巡飞弹集群协同打击成为重要发展方向。集群协同可以在不提升单机复杂度的情况下,利用共享信息有效提升制导精度。在协同作战中,信息融合是实施精准打击的重要手段,然而存在多传感器采集到的信息时间不一致... 详细信息

为了适应更加复杂的作战环境,巡飞弹集群协同打击成为重要发展方向。集群协同可以在不提升单机复杂度的情况下,利用共享信息有效提升制导精度。在协同作战中,信息融合是实施精准打击的重要手段,然而存在多传感器采集到的信息时间不一致的问题,导致融合后的精度不高。对此,提出一种面向时间协同的巡飞弹集群信息采集与控制方法,通过采用时间触发(TTP)总线实现系统内与系统间的时间同步,利用本地UTC时间控制数据的同步采集和纳秒级别的时间戳标注,能有效获得相同时刻的采集数据,提升信息融合效果。同时,在三个节点上进行了TTP同步通信的硬件实现和验证,为后续工作奠定基础。

关键词：时间协同巡飞弹集群时间触发 TTP

带攻击角度约束的三维领弹-从弹时间协同制导律

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兵工学报 2023年第11期44卷 3369-3381页

作者：尤浩常新龙赵久奋张有宏王顺宏火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

针对多导弹在三维空间以期望角度协同攻击机动目标的问题,提出一种三维领弹-从弹时间协同制导律。根据弹目相对运动关系建立领弹-从弹三维非线性协同制导模型,无需小角度假设;在视线法向和侧向上,基于2阶滑模控制理论和设计的有限时间... 详细信息

针对多导弹在三维空间以期望角度协同攻击机动目标的问题,提出一种三维领弹-从弹时间协同制导律。根据弹目相对运动关系建立领弹-从弹三维非线性协同制导模型,无需小角度假设;在视线法向和侧向上,基于2阶滑模控制理论和设计的有限时间收敛滑模面,分别设计领弹-从弹三维角度控制制导律,在提高系统收敛速度的同时抑制了抖振现象;在从弹视线方向上提出时间协同制导律,创新性地将领弹-从弹协同制导问题转化为2阶多智能体一致性跟踪控制问题,充分利用导弹间的信息交互,在实现从弹和领弹时间协同的同时避免传统的剩余时间估计造成的误差问题;同时对新算法分别进行严格的Lyapunov稳定性证明。仿真结果表明:新的三维领弹-从弹时间协同制导律可以有效控制领弹和从弹在三维空间以期望角度高精度协同攻击机动目标。

关键词：三维领弹-从弹攻击角度约束时间协同 2阶滑模机动目标一致性跟踪

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带空间协同的多导弹时间协同制导律

航空学报 2018年第10期39卷 185-196页

作者：吕腾吕跃勇李传江郭延宁哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对多导弹在平面内从期望的弹目视线(LOS)相对方向同时击中固定目标问题,提出了一种带空间协同的多导弹时间协同制导律。基于平面内的导弹-目标相对运动方程,建立了带空间协同的多导弹时间协同制导模型;基于多智能体协同控制理论,在视... 详细信息

针对多导弹在平面内从期望的弹目视线(LOS)相对方向同时击中固定目标问题,提出了一种带空间协同的多导弹时间协同制导律。基于平面内的导弹-目标相对运动方程,建立了带空间协同的多导弹时间协同制导模型;基于多智能体协同控制理论,在视线方向设计了分布式时间协同制导律,可保证所有导弹的打击时刻在有限时间内达到一致,在视线法向方向设计了分布式空间协同制导律,可保证所有导弹的相对视线角在有限时间内收敛到期望值;最后,通过仿真验证了所设计的协同制导律可使多导弹从期望的弹目视线相对方向同时击中目标。

关键词：空间协同时间协同多智能体协同控制相对视线角有限时间

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基于解析剖面的时间协同再入制导

航空学报 2019年第3期40卷 234-245页

作者：王肖郭杰唐胜景祁帅北京理工大学宇航学院北京100081

针对高超声速滑翔飞行器再入段时间协同制导问题,提出一种基于高度-速度剖面的预测校正协同制导律。首先在高度-速度剖面内设计了参考轨迹,利用两个轨迹参数在线预测剩余飞行航程和时间;通过数值算法校正两个轨迹参数以满足航程和时间... 详细信息

针对高超声速滑翔飞行器再入段时间协同制导问题,提出一种基于高度-速度剖面的预测校正协同制导律。首先在高度-速度剖面内设计了参考轨迹,利用两个轨迹参数在线预测剩余飞行航程和时间;通过数值算法校正两个轨迹参数以满足航程和时间约束并求取实际控制量,结合侧向航向角走廊实现了单飞行器的时间约束再入制导。在此基础上分析了飞行器的时间可调范围,针对多飞行器协同再入任务设计了协同飞行时间和协同策略,实现了时间协同再入飞行。该策略考虑到再入过程中的通讯困难,避免了弹间通讯,且充分利用了飞行器纵向动力学,时间可控范围较大,更加适用于实际的再入过程。仿真结果说明了时间约束再入制导律对时间的可控性和协同策略的有效性。

关键词：高超声速滑翔飞行器时间协同再入制导预测校正高度-速度剖面

面向时间协同的多无人机队形变换最优效率模型

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航空学报 2019年第6期40卷 192-200页

作者：顾伟汤俊白亮老松杨国防科技大学系统工程学院

针对无人机(UAV)的编队集结、编队保持和编队重构等队形变换问题,从航迹规划的角度提出了一种面向时间协同的多无人机队形变换模型。在时间协同的条件下,选择队形变换的能源消耗与完成时间作为效率衡量指标,对编队集结、编队保持和编队... 详细信息

针对无人机(UAV)的编队集结、编队保持和编队重构等队形变换问题,从航迹规划的角度提出了一种面向时间协同的多无人机队形变换模型。在时间协同的条件下,选择队形变换的能源消耗与完成时间作为效率衡量指标,对编队集结、编队保持和编队重构进行规划,给出队形变换的最优空间位置。首先,分析了指定队形、无指定位置的编队集结问题,然后,将编队保持问题视为编队整体运动,最后,利用运动分解将编队重构问题分解为编队集结和编队整体运动。基于编队集结、编队保持和编队重构的不同特点,给出了这些具体队形变换下的最优效率计算公式,并进行了仿真实验,实验结果表明本模型可以实现预期的最优效率队形变换。

关键词：无人机编队队形变换最优效率时间协同

基于时间协同的异型反舰导弹集群作战目标分配策略研究

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航空兵器 2023年第1期30卷 19-24页

作者：邹智伟邹强尹肖云马平原海军工程大学武汉430033 92840部队山东青岛266000

针对异型反舰导弹集群作战的目标分配问题,建立了一种基于时间协同的目标分配模型。首先根据反舰作战信息,分析了导弹飞行时间差、弹-目距离和飞行速度对集群协同作战目标分配的影响,建立了一种基于导弹飞行时间标准差的时间协同优势函... 详细信息

针对异型反舰导弹集群作战的目标分配问题,建立了一种基于时间协同的目标分配模型。首先根据反舰作战信息,分析了导弹飞行时间差、弹-目距离和飞行速度对集群协同作战目标分配的影响,建立了一种基于导弹飞行时间标准差的时间协同优势函数,并结合距离优势与速度优势建立了综合优势函数。最后通过遗传算法求解模型最优解,仿真得到分配结果。对比分析结果表明,有时间协同优势的作战方案平均时间标准差小于无时间协同的作战方案平均时间标准差,两个算例的平均时间标准差分别下降了49.18%和63.49%,验证了模型的有效性。

关键词：反舰导弹集群作战目标分配时间协同飞行时间优势函数协同控制

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海上无人系统时间协同航迹规划

中国舰船研究 2022年第4期17卷 57-70页

作者：尹逢川梁晓龙陶浩侯岳奇齐铎吴贤宁空军工程大学空管领航学院陕西西安710051 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

[目的]为解决复杂环境下海上无人系统(UMS)时间协同航迹规划问题,提出一种基于差分进化(DE)算法的时间协同航迹规划方法。[方法]首先,建立空中、海上和水下的自然环境与敌方威胁模型,构建多约束条件下的航迹规划目标函数,提出一种时间... 详细信息

[目的]为解决复杂环境下海上无人系统(UMS)时间协同航迹规划问题,提出一种基于差分进化(DE)算法的时间协同航迹规划方法。[方法]首先,建立空中、海上和水下的自然环境与敌方威胁模型,构建多约束条件下的航迹规划目标函数,提出一种时间协同策略,解决在约束条件下异构平台出发时间和地点不同而同时同地到达的时间协同问题;然后,采用DE算法进行优化求解,研究航迹点数量对规划成功率的影响。[结果]结果显示,在合理选择航迹点数量的基础上,DE算法可在威胁及障碍多的复杂环境下为海上无人系统规划出满足时间协同约束的航迹,使其到达目标的时间最短;航迹点数量过多或过少都会降低航迹规划的成功率。[结论]研究表明所构建的模型和约束条件合理,使用的算法能够解决海上无人系统离线航迹规划的时间协同问题,具有一定的实用价值。

关键词：海上无人系统航迹规划时间协同

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可重复使用航天器时间协同飞行轨迹优化

计算机仿真 2020年第1期37卷 40-45页

作者：李征彭博陈海东陈建伟北京宇航系统工程研究所北京100076 中国运载火箭技术研究院北京100076

针对可重复使用航天器(RLV)时间协同飞行轨迹优化问题,提出了一种基于Radau伪谱法的轨迹优化方法。方法以再入飞行时间可知性、可控性为目标,使用Radau伪谱法对RLV的飞行时间进行预测,进而协调出多RLV的再入协同飞行时间,以此再入飞行... 详细信息

针对可重复使用航天器(RLV)时间协同飞行轨迹优化问题,提出了一种基于Radau伪谱法的轨迹优化方法。方法以再入飞行时间可知性、可控性为目标,使用Radau伪谱法对RLV的飞行时间进行预测,进而协调出多RLV的再入协同飞行时间,以此再入飞行时间为终端约束使用Radau伪谱法生成满足协同飞行要求的再入轨迹。仿真结果表明,上述轨迹优化方法可以得到满足时间协同约束、状态约束和控制约束的飞行轨迹,具有较高的稳定性和较快的求解速度。所提方法满足多架RLV时间协同再入飞行的需求,具有很强的实用价值。

关键词：可重复使用航天器伪谱法轨迹优化时间协同

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基于STN的两栖兵力投送任务时间协同规划

火力与指挥控制 2022年第8期47卷 85-91页

作者：胡忠凯黄炎焱南京理工大学自动化学院南京210094

时间协同规划问题是两栖兵力投送任务协同规划中的难题。在分析两栖编队兵力投送任务特点的基础上,基于简单时间网络(simple temporal network,STN)构建两栖兵力投送任务模型,根据时间一致性检测判断规划是否存在时间冲突,提出了一种基... 详细信息

时间协同规划问题是两栖兵力投送任务协同规划中的难题。在分析两栖编队兵力投送任务特点的基础上,基于简单时间网络(simple temporal network,STN)构建两栖兵力投送任务模型,根据时间一致性检测判断规划是否存在时间冲突,提出了一种基于综合优先调整度的时间冲突消解方法。结合两栖兵力投送任务想定进行案例分析,结果表明研究能够对两栖兵力投送任务进行有效协同规划,具有良好的可行性。

关键词：两栖投送时间协同简单时间网络冲突检测与消解