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导弹编队协同攻击分布式鲁棒自适应控制

中国惯性技术学报 2015年第4期23卷 516-521,527页

作者：周慧波宋申民郑重哈尔滨师范大学数学科学学院哈尔滨150009 哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001

在有向通信拓扑下研究了导弹编队的鲁棒自适应协同跟踪控制问题。针对导弹编队系统中队形跟踪、外部扰动和模型不确定性的情况,通过选取包含位置跟踪误差和速度跟踪误差的辅助变量,提出了一种基于有向通信拓扑的鲁棒自适应编队控制策略... 详细信息

在有向通信拓扑下研究了导弹编队的鲁棒自适应协同跟踪控制问题。针对导弹编队系统中队形跟踪、外部扰动和模型不确定性的情况,通过选取包含位置跟踪误差和速度跟踪误差的辅助变量,提出了一种基于有向通信拓扑的鲁棒自适应编队控制策略。提出了自适应律对未知参数进行估计,并且利用Lyapunov稳定性理论分析了闭环系统的渐近稳定性。进一步,对于通信时滞的情况,给出了系统渐近稳定所需要满足的条件。与滑模控制等传统鲁棒控制不同,所设计的鲁棒自适应控制器是连续的,更便于导弹编队系统的实现。数值仿真结果表明,队形跟踪误差小于0.03 m,队形保持误差小于0.07 m,所设计的控制器能实现高精度的编队跟踪控制。

关键词：导弹编队协同攻击通信时滞鲁棒自适应控制有向图

基于RRT-GPM两阶策略的导弹编队协同突防最优轨迹快速设计

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中国惯性技术学报 2015年第3期23卷 356-362页

作者：黄荣崔乃刚韦常柱王劲博黄盘兴哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 航天科技集团运载火箭研究院北京100076

为了提高导弹编队的自主飞行能力,在考虑弹间协同相对运动关系(通信、避碰、探测)和突防硬/软约束的情况下,对弹群的多约束快速轨迹优化问题进行了研究。针对高斯伪谱法初值确定困难和快速搜索随机树法结果曲折不寻优难以满足动力学约... 详细信息

为了提高导弹编队的自主飞行能力,在考虑弹间协同相对运动关系(通信、避碰、探测)和突防硬/软约束的情况下,对弹群的多约束快速轨迹优化问题进行了研究。针对高斯伪谱法初值确定困难和快速搜索随机树法结果曲折不寻优难以满足动力学约束的不足,通过对高斯伪谱法快速性的分析和初值选取方法的研究,提出了快速搜索随机树+高斯伪谱法两阶快速轨迹优化策略,充分利用快速搜索随机树法的全空间搜索能力为高斯伪谱法提供寻优初始值,同时利用高斯伪谱法的快速性和最优性对快速搜索随机树法的结果进行平滑和进一步寻优,从而快速获得最优的弹群飞行轨迹。领-从弹编队飞行模式下的仿真结果表明,两阶策略能够快速获得满足各种约束的弹群最优飞行轨迹,优化时间约为单独高斯伪谱法所需时间的20%左右,很大程度上提高了轨迹优化的快速性和准确性,并且证明了不同约束条件对优化速度和优化结果的影响。

关键词：导弹编队快速轨迹优化高斯伪谱法快速搜索随机树两阶优化策略

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基于参数优化的导弹编队控制一致性算法

系统工程与电子技术 2018年第11期40卷 2528-2533页

作者：黄伟徐建城吴华兴李俊兵空军工程大学航空航天工程学院陕西西安710038 西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

为有效克服导弹自动驾驶仪动态特性对编队制导性能的不利影响,结合参数优化方法,提出基于参数优化的导弹编队控制一致性算法。将导弹自动驾驶仪等效为一阶惯性环节,在所建立的编队控制算法基础上,得到闭环制导控制系统方程,应用代数图... 详细信息

为有效克服导弹自动驾驶仪动态特性对编队制导性能的不利影响,结合参数优化方法,提出基于参数优化的导弹编队控制一致性算法。将导弹自动驾驶仪等效为一阶惯性环节,在所建立的编队控制算法基础上,得到闭环制导控制系统方程,应用代数图论证明系统的渐进稳定性,在实现既定队形收敛的同时速度趋于一致。为进一步提高导弹编队系统性能,以编队各成员位置和速度的累计误差建立指标泛函,基于最优控制理论,提出算法中待定系数的优化方法。仿真结果验证了算法的有效性,适用于领从结构导弹编队队形的生成与保持。

关键词：导弹编队领从结构惯性环节一致性算法闭环系统参数优化

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导弹编队队形拆分重构与领弹继任控制器设计

弹箭与制导学报 2013年第1期33卷 5-9页

作者：郝博李帆赵建辉薛蕾北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

为满足导弹编队协同作战中队形变换的需求,研究可实现队形拆分重构与领弹继任的队形控制器设计问题。以3枚导弹组成的楔形编队为研究对象,提出基于队形的编队飞行控制系统结构;建立导弹在惯性坐标系下的运动模型;从领弹和跟随弹的相对... 详细信息

为满足导弹编队协同作战中队形变换的需求,研究可实现队形拆分重构与领弹继任的队形控制器设计问题。以3枚导弹组成的楔形编队为研究对象,提出基于队形的编队飞行控制系统结构;建立导弹在惯性坐标系下的运动模型;从领弹和跟随弹的相对位置出发,设计基于自适应控制的队形控制器。仿真结果表明该控制方法能够在领弹机动的前提下,在避障过程中实现编队队形拆分重构与领弹继任,具有较强的鲁棒性和稳定性,方法简单,易于实现。

关键词：导弹编队队形拆分队形重构领弹继任自适应控制

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导弹编队队形参数优化设计

飞行力学 2018年第6期36卷 54-58页

作者：杨秀霞罗超张毅曹唯一海军航空大学308教研室山东烟台264001

为了使导弹编队协同作战效能最大化,利用粒子群算法对编队队形参数进行优化。依据战场态势,建立编队协同作战效能指标体系,并利用基于三角模糊数的层次分析法求出各指标的权重。在领从弹控制方式下,选取领弹与从弹的相对距离和角度作为... 详细信息

为了使导弹编队协同作战效能最大化,利用粒子群算法对编队队形参数进行优化。依据战场态势,建立编队协同作战效能指标体系,并利用基于三角模糊数的层次分析法求出各指标的权重。在领从弹控制方式下,选取领弹与从弹的相对距离和角度作为队形参数,在考虑到导弹战术性能的约束条件下,设计出与指标对应的适应度函数。最后,利用粒子群优化算法对三角形编队队形参数进行了仿真优化。仿真结果表明,通过粒子群算法优化出的队形参数能够满足性能约束条件。

关键词：导弹编队作战效能队形参数粒子群算法

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导弹编队自主导航方法研究

导弹编队自主导航方法研究

作者：冯继航哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

为了提高单个导弹的作战能力,发挥不同型号导弹的威力,导弹协同作战成为了未来作战的必然趋势。本文基于此背景,研究了导弹编队过程中的自主导航方法和固定目标的定位方法。主要内容包括:1.本文将捷联惯导作为跟随弹的主导航系统,针对... 详细信息

为了提高单个导弹的作战能力,发挥不同型号导弹的威力,导弹协同作战成为了未来作战的必然趋势。本文基于此背景,研究了导弹编队过程中的自主导航方法和固定目标的定位方法。主要内容包括:1.本文将捷联惯导作为跟随弹的主导航系统,针对巡航导弹飞行弹道特点,将导航方程建立在发射地心坐标系下,使得导航方程简单,描述导弹弹道更简单。2.针对领航弹-攻击弹这一作战模式,提出了一种导航方案,即在平飞段,利用领航弹的高精度导航信息来提高队形中其它成员导航信息,领航弹将自己的状态发给跟随弹,各跟随弹通过测量自己与领航弹之间的相对信息,来提高自身的导航精度。该方法通信简单,实现起来比较容易。3.对捷联惯导的误差和观测设备的误差进行了建模和分析,针对捷联惯导的缺点,研究了惯导和多普勒雷达组合的组合导航系统,并分别对捷联惯导和组合导航进行了仿真。4.对固定目标的定位进行了研究,研究了扩展卡尔曼滤波(EKF)和递推最小二乘(RSL)两种无源定位方法,并对这两种方法进行了对比分析。

关键词：导弹编队自主导航卡尔曼滤波最小二乘目标定位

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导弹编队控制技术研究

导弹编队控制技术研究

作者：韩阳北京理工大学

学位级别：硕士

导弹在现代战争中扮演着重要的角色,是一种极具威胁的武器。但是,随着各类反导系统逐步完善,导弹将面临更大的威胁,其突防能力将受到很大的挑战。多枚导弹编队飞行可依靠时间和空间上的协同实现高密度、同时突防,增加敌方防御系统拦截... 详细信息

导弹在现代战争中扮演着重要的角色,是一种极具威胁的武器。但是,随着各类反导系统逐步完善,导弹将面临更大的威胁,其突防能力将受到很大的挑战。多枚导弹编队飞行可依靠时间和空间上的协同实现高密度、同时突防,增加敌方防御系统拦截的难度,提高整体的作战效能。本文的主要研究内容如下:针对多导弹编队协同作战问题,本文研究了领弹-从弹相对运动模型的建立及编队控制器的设计问题。基于从弹弹道坐标系,建立领弹-从弹相对运动模型并对其进行了简化和线性化,采用PID技术设计了控制器,并基于遗传算法对PID控制器的参数进行了优化;分别基于领弹弹道坐标系和从弹视线坐标系建立了领弹-从弹相对运动三维模型,考虑导弹的状态变量约束、控制变量的有限性,采用高斯伪谱法,研究了能使导弹快速形成编队的最优控制器和满足导弹状态变量性能指标的最优控制器;最后,将领弹的加速度和从弹受到的干扰看作有界干扰,基于领弹视线坐标系建立导弹编队控制模型,采用滑模控制理论设计了具有强鲁棒性的导弹编队控制器。通过仿真验证了文中所设计控制器的有效性。

关键词：导弹编队 PID控制高斯伪谱法滑模控制

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飞航导弹编队制导作战效能分析方法研究

现代防御技术 2008年第5期36卷 15-20页

作者：阎磊吴森堂北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对多枚飞航导弹进行编队制导协同突防的作战效能分析问题,建立了飞航导弹编队制导作战效能的分析模型、飞航导弹编队与防空导弹系统的攻防对抗模型。分析了在多种典型作战条件下,编队规模、编队密度、编队队形(雷达反射截面积)以及飞... 详细信息

针对多枚飞航导弹进行编队制导协同突防的作战效能分析问题,建立了飞航导弹编队制导作战效能的分析模型、飞航导弹编队与防空导弹系统的攻防对抗模型。分析了在多种典型作战条件下,编队规模、编队密度、编队队形(雷达反射截面积)以及飞行高度和飞行速度对突防概率和作战效能的影响。经仿真计算,验证了飞航导弹编队制导作战效能分析方法的有效性,并得出了提高飞航导弹作战效能的多种有效措施。

关键词：飞航导弹导弹编队作战效能攻防对抗

基于北斗三号DGNSS/RDSS/INS的高性能轻量级导弹编队基线测量方法

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空军工程大学学报 2024年第2期25卷 115-122页

作者：张发兴李永宁肖勇杜宁员航吕航秦卫鹏李鸿翔胡鑫钰韩艳蓉陕西凌云电器集团有限公司卫星导航研究所陕西宝鸡721000 航空工业成都飞机设计研究所成都610091 航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610073 航空工业西安飞行自动控制研究所西安710076

在导弹编队基线测量是导弹集群攻击的前提下,针对导弹编队基线测量问题,提出了一种基于北斗三号DGNSS/RDSS/INS的高性能轻量级基线测量方法。以北斗RDSS区域短报文作为编队数传链路,基于北斗三号DGNSS/INS建立伪距单差观测模型,在GNSS... 详细信息

在导弹编队基线测量是导弹集群攻击的前提下,针对导弹编队基线测量问题,提出了一种基于北斗三号DGNSS/RDSS/INS的高性能轻量级基线测量方法。以北斗RDSS区域短报文作为编队数传链路,基于北斗三号DGNSS/INS建立伪距单差观测模型,在GNSS信号连续正常或信号中断情况下,进行DGNSS与INS组合导航实现稳定的基线测量输出。仿真结果表明:在GNSS信号连续正常的观测历元中,DGNSS/INS组合导航可以实现稳定的基线测量输出。在GNSS信号中断20 s以内,DGNSS/INS组合导航在东向(E)、北向(N)的基线测量误差小于2.5 m(1σ),天向(U)的基线测量误差小于3.0 m(1σ)。与RTK算法相比,伪距单差模型对算力的要求降低了70%~80%。

关键词：导弹编队基线测量北斗三号单差观测模型 RTK GNSS/INS组合