一种适用于多弹联合攻击机动目标的协同制导策略

针对多枚采用被动导引头的导弹联合攻击机动目标的问题,基于多站无源定位技术与增强比例导引(APN)规律设计了一种具有领弹-从弹拓扑结构的协同制导策略。该制导策略根据被动测角信息建立多弹联合的目标跟踪模型,应用扩展卡尔曼滤波方法对目标的运动信息进行估计。在中制导阶段采用多智能体一致性控制理论设计了制导规律,沿垂直于领弹视线方向分布各从弹,满足三角定位中的测量基线要求。在末制导阶段设计了一种切换制导规律,使导弹工作在一致性制导模式与APN制导模式之间,充分利用目标机动信息进行攻击的同时尽量保持测量基线。仿真算例验证了所提出的制导规律能够利用多弹的测角信息准确估计目标运动,并利用该估计信息实现对机动目标的协同攻击。     

多导弹攻击高机动目标的分布式协同制导关键技术

针对多枚导弹协同攻击高速机动目标的情形,将攻击时间和攻击位置的一致性作为需要实现的协同目标,通过多导弹之间的分布式信息交互和协同制导与控制,实现多导弹之间的协同攻击。针对这一技术,本文从几个不同的侧重点提出了需要解决的关键科学问题,并考虑从飞行制导方法、飞行控制制导一体化方法、多智能体一致性方法、微分博弈相结合的途径提出了可能的解决思路。     

多导弹协同作战制导律研究

为了增强多枚反舰导弹协同作战时的突防和打击能力,提出了一种由弹目距离协同制导律和视线角速度收敛制导律两部分组成的多导弹协同制导律。综合多枚导弹的弹目距离信息,设计了期望弹目距离。基于比例导引律建立了导弹目标相对运动非线性模型,采用时标分离原理将其分为快变子系统和慢变子系统,然后采用动态逆系统理论将2个子系统反馈线性化,基于线性系统理论设计了能够实现多弹弹目距离趋于期望弹目距离的制导律。为了保证各导弹顺利地协同攻击目标,在飞行末段,采用有限时间控制理论设计了在弹目距离逐渐缩小的过程中视线角速度在有限时间内快速收敛到零的制导律。仿真结果表明:采用该协同制导律能够使多枚导弹以期望的弹目距离同步接近目标,最后几乎同时命中目标,有效地实现了弹目距离和攻击时间的协同。     

带有不同视场约束的多导弹分布式协同制导

针对带有不同视场约束的多导弹,提出一种分布式协同制导策略。各导弹以固定周期与网络中的邻居导弹节点交互剩余距离信息,生成一致性误差。根据导弹视场范围和前置角,采用饱和函数将一致性误差生成协同一致律,以确保相关变量实现状态一致。当导弹相关变量状态一致且接近目标后,各导弹断开通信连接,独立导引至目标。依据反馈线性化、图论和矩阵理论,给出协同制导律成立的充分条件。与传统多导弹协同制导研究相比,所提协同制导律能满足导弹各自不同的视场约束要求,且通信负担较小。仿真结果表明,多导弹协同制导实现了对目标的齐射攻击,飞行过程中各导弹能始终锁定目标。     

带末端角度约束的多导弹协同制导律设计

为了实现饱和攻击与饱和防御,提出了一种针对机动目标的多导弹协同制导律。建立了视线坐标系下的弹目相对运动数学模型,设计了三阶扩张状态观测器,对目标机动加速度项和运动方程中的耦合项进行观测与跟踪。在导弹飞行前段,基于滑模变结构理论设计了攻击时间可控的多导弹时间协同制导律; 在导弹攻击末段,基于有限时间控制理论设计了满足终端角度约束的制导律,给出了导引律切换条件。仿真结果表明:该复合导引律能够使多枚导弹在满足攻击末端角度约束的条件下实现攻击时间协同; 该制导律采用完备的空空导弹轨迹控制系统进行仿真,能够满足实际工程应用的要求。     

多导弹协同制导规律研究现状及展望

随着导弹作战样式的变革,多导弹协同制导规律受到越来越广泛的关注。本文系统地论述了多导弹协同制导规律的研究进展,指出了协同制导规律设计的难点问题,并对未来协同制导规律的研究方向进行了展望。其中着重论述了基于攻击时间和攻击角度控制的协同制导规律。可供从事导弹制导的科研人员对现有协同制导规律有一个全面的认识,以便于更深入地研究。     

基于双方最优控制的微分策略制导

为了提高导弹攻击大机动目标的制导能力,文中提出了双边最优的微分策略制导律。并针对数学上难于求解的两点边值问题,创新性的采用了伴随方法进行求解。在导弹和目标均为一阶时间延迟下推导出微分对策制导的公式,通过与扩展比例导引、单边最优制导的仿真比较,考察脱靶量和控制能量两个指标,得出微分策略制导在理论上的先进性。     

多约束条件下导弹协同作战制导律

为了提高多枚导弹在多约束情况下的协同作战能力,在纯比例导引律的基础上,添加了与攻击角度、攻击时间约束相关的偏置量,形成了同时具有攻击角度和攻击时间约束的四维制导律.综合考虑导弹系统的动态特性、导弹自身的过载约束以及弹道的收敛性约束,采用自动控制原理和变系数比例导引律理论,对制导律的参数进行了设计,给出了取值方法.仿真结果表明:所设计的制导律能够使多枚导弹在满足过载约束的前提下,弹道前段弯曲末段收敛;实际攻击角与理想攻击角之差小于2°,实际攻击时间与理想攻击时间之差小于1s,可有效实现对目标的协同攻击.     

陶式导弹对多目标作战的方法与装置

本专利介绍陶式导弹对所选的多个目标（Ｖ１～Ｖ７）同时作战的方法与装置（１０）．对每个目标发射一枚或多枚导弹（Ｔ），并捕获、跟踪和导引每枚导弹．直至命中各自的目标．通过视场扫描，探测视场内一个或多个目标．目标选择系统（３４）标出所发射的导弹要攻击的不同目标．然后发射多枚导弹，并将其导向所选择的每个目标。在导弹飞向各自的目标期间，多敏感器（５８）探测从每枚导弹发出的辐射．捕获和跟踪系统（７４）跟踪每枚导弹及其目标。该系统包括一个处理机（８０）和一个控制模件（８２），处理机确定每枚导弹相对于其各自目标的位置，控制模件响应处理机的指令，对每枚导弹产生并发送制导信号，将导弹导向目标．     

基于积分滑模的自适应固定时间协同制导律

针对空空导弹协同攻击高速机动目标问题,提出一种带有攻击时间一致的多弹协同制导律。首先,在纵向平面内建立各导弹与目标交战几何模型,分析视线径向、法向制导律和速度法向加速度之间关系。然后,设计固定时间协同控制律,并利用自适应律和积分滑模算法在视线方向动力学方程基础上建立攻击时间约束的鲁棒协同制导律,保证多枚导弹同时击中机动目标。通过数值仿真可得,协同时间与脱靶量差异分别为0.001 s和0.01 m,最终结果验证了固定时间协同制导律的有效性与合理性。     

基于合作联盟的多无人机对地攻防对抗策略

针对多无人机合作博弈问题,对基于合作联盟的多无人机对地攻防对抗策略进行研究。通过考虑合作联盟的目标价值收益指标函数、损伤代价指标函数及航程代价指标函数,建立多无人机联盟合作博弈模型,构建出其博弈矩阵,给出合作联盟特征函数与混合策略纳什均衡的定义,采用粒子群算法(particle swarm algorithm,PSO)求解出混合策略的纳什均衡,并利用Shapley值方法,给出一种合作博弈的求解方法,最终得到多无人机对地攻防最优对抗策略。仿真结果说明该方法具有很好的可行性和有效性。     

多平台反舰导弹协同航迹规划

为了提高反舰导弹突防概率,基于遗传算法提出了一种多平台反舰导弹协同航迹规划算法．首先,重点讨论了协同航迹的评价问题．为了达到同步攻击目的,同时使飞行代价最小,研究提出了随种群进化而变化的时间协同度评价策略．其次,探讨了多平台反舰导弹协同航迹规划算法的分解．最后,通过仿真算例校验了该算法寻优得到的诸航迹不仅可使导弹实现协同攻击,而且可以很好地规避威胁．     

基于不确定信息的无人机攻防博弈策略研究

通过分析实际战场中目标价值和毁伤概率信息的不确定性,提出了不确定信息条件下需要解决的无人机(UAV)攻防博弈问题。以敌我双方发射导弹的价值信息为依据,建立基于不确定信息的多UAV攻防对抗的支付函数,构建攻防双方博弈支付矩阵。将粒子群算法和区间数多属性方案排序方法相结合,给出基于不确定信息下博弈纳什均衡求解方法,为不确定环境下UAV攻防博弈实现最优策略提供了新方法。最后     

新一代空空弹多弹协同攻击制导策略

立足新一代空空导弹的创新发展与未来空战新模式,提出空空导弹协同攻击作战模式,研究了协同攻击时的多种协同制导策略,分析了各种协同制导策略的作战模式、弹目相对运动学关系以及制导模式.     

多平台舰舰导弹饱和攻击几个协同问题与模型

针对组织多平台舰舰导弹饱和攻击协同筹划难的问题,运用作战任务规划理论,划分舰艇编队协同任务层次,确定协同任务指标,给出协同约束条件。在此基础上,建立多平台舰舰导弹饱和攻击协同任务分配模型与舰舰导弹时间、空间和频率的协同模型。方案实例仿真结果表明了协同模型的可行性和有效性,可为指挥员组织反舰导弹协同饱和攻击提供决策参考。     

反舰导弹协同航路多级动态决策模型

针对解决反舰导弹协同航路决策优化的问题,给出一种求解该问题的协同航路多级动态决策模型。运用对策理论对反舰导弹协同航路决策进行分析,建立多级决策Nash-Stackelberg-Nash模型。运用对策-协进化算法进行求解,解决了反舰导弹攻击的协同航路决策问题,并进行试验分析。结果表明:该方法运算简单、收敛速度快、应用效果明显,对该类问题求解及工程应用具有借鉴意义。     

带视线角约束的多导弹有限时间协同制导律

针对多导弹在平面内从各自期望方向同时击中机动目标的问题,提出了一种带视线角约束且能打击机动目标的有限时间协同制导律。基于平面内的导弹-目标相对运动方程建立了考虑视线角约束的多导弹协同制导模型;在视线方向基于多智能体协同控制理论和积分滑模控制理论设计了多导弹分布式有限时间协同制导律,以保证所有导弹打击时刻有限时间趋于一致;在视线法向方向采用非线性干扰观测器对目标加速度在有限时间内进行估计,并基于有限时间滑模控制理论设计了带视线角约束的制导律,以保证导弹击中机动目标且其视线角有限时间内收敛到期望值。通过仿真验证了所设计的协同制导律可使多导弹从各自期望方向同时击中机动目标。     

非持续连通通信拓扑下的多导弹协同制导

针对多导弹协同制导中由通信丢包及时延等引起的通信拓扑随机变化导致实际拓扑非连通甚至通信中断等问题,提出一种分布式协同制导方法。基于通信采样数据设计一种线性控制律,通过构造误差系统并使其稳定来保证导弹相关协调变量达到渐近一致状态;当导弹接近目标时,各导弹断开通信,独立导引至目标。理论分析表明,多导弹协同制导方法不对任意时刻的通信拓扑做出要求,即允许出现拓扑不连通甚至通信中断等情况。对所提通信条件下的多导弹协同制导问题进行了仿真,验证了该制导方法能够确保各导弹的遭遇时间在非持续连通通信拓扑下达到渐近一致。