多目标时空同步协同攻击无人机任务分配与轨迹优化

针对复杂战场环境下分布式无人机对多目标协同打击任务,提出多目标攻击的任务分配与轨迹优化算法。建立典型多目标打击的任务场景和无人机模型;基于Delaunay三角形理论,以禁飞区为节点构建搜索地图;运用A^*算法实现威胁最小的单机路径搜索;在无人机动力学约束和能耗损失最小的基础上,引入时间调节因子,采用基于贝塞尔曲线的分布式无人机时空同步轨迹优化方法,得到对多目标同时打击的优化轨迹;设计轨迹跟踪控制器,对预规划轨迹进行跟踪仿真。仿真结果表明,多目标攻击的任务分配与轨迹优化方法能够对多目标实现多角度、时空同步、分布式协同打击,且对噪声及阵风等具有较强的抗干扰能力。     

舰艇编队组织反舰导弹协同饱和攻击任务规划问题分析

阐述了反舰导弹饱和攻击的重要意义和基本概念,对舰艇编队组织反舰导弹协同饱和攻击涉及的确定攻击目标、确定导弹发射数量、主要协同内容等任务规划问题进行了分析,对应给出了基本模型。从编队组织反舰导弹协同饱和攻击的难度来看,研制任务规划系统是解决问题的关键。     

一种反舰导弹目标威胁判断算法

反舰导弹目标威胁等级评估与排序对于合理进行火力分配和制定科学攻击决策具有十分重要的意义。分析了水面舰艇编队目标的作战能力及军事价值。从综合防空、反潜、反舰、对陆攻击、电子战、情报、军事价值、效费比等方面深入研究了威胁等级的评估方法,给出了舰艇编队威判评估算法,建立了基于D-S证据理论的多目标威胁度评估模型以及基于目标价值权重向量分析的人工辅助威胁判断模型。通过多目标编队的案例仿真,结果表明,本文提出的目标威胁判断算法较全面地反映了水面舰艇编队目标的威胁特性,有较强的理论基础和实用价值,可行有效,能够为反舰导弹的协同火力使用、作战任务辅助决策提供支撑。     

航母编队协同防空作战目标威胁评估

为准确判断来袭目标的威胁程度,使舰艇编队取得最佳的拦截效果,构建一种基于云模型的航母编队协同防空作战目标威胁评估模型。通过分析防空作战威胁评估因素,从攻击能力、攻击意图、攻击速度和舰艇相对价值这4个方面构建威胁评估指标体系,利用每艘舰艇的价值隶属度不同,计算出空袭目标对整个编队的威胁排序,并进行仿真验证。仿真结果表明：该模型能对数据进行合理处理和有效融合,准确快速地得出结果,为航母编队防空作战决策提供一定参考。     

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。     

攻击型无人机群协同自组织控制研究

无人机群利用协同侦察和攻击模式可以提高作战任务的成功概率,完成单架无人机无法完成的任务。论述了无人机群协同自组织控制的研究进展,主要包括：无人机群自组织控制流程、无人机群编队队形设计、无人机群编队飞行控制策略。     

一种多层次打击集群协同探测制导方法

多飞行器协同探测制导是提升集群作战效能的重要手段。为满足集群低成本探测制导需求,通过异构飞行器协同组网,构建“侦察-打击-评估”一体化作战集群。利用集群信息共享和功能互补进行战术协同,减少携带导引头的飞行器数量,适应多层次打击需求。由多枚探测飞行器进行长时滞空侦察和探测信息融合,为无导引头的攻击飞行器持续提供目标运动指示信息。为了提高目标运动估计精度,设计了一种基于虚拟目标点的互旋巡飞自适应轨迹规划优化方法,解决了目标运动和初始位置偏差带来的轨迹偏移和编队空间构型变化。在搭建的数值仿真模型中,验证了所提出的异构飞行器集群协同探测与制导方法的有效性。     

多无人机协同编队飞行设计方法

为解决军事对抗训练中作战飞机协同编队飞行进袭态势的构建问题,提出一种多无人机协同编队飞行设 计方法。采用单机个体路径跟踪控制与多机群体集中控制的综合设计方法,设计多无人机协同编队飞行总体架构, 建立多无人机之间的相对运动关系模型,给出飞行实施的控制策略,通过仿真实例验证了多机协同编队控制效果。 仿真结果表明：多无人机协同编队控制方式能够实现跟随机对领航机航迹的跟踪,可有效解决在3 维空间的编队 控制。     

基于进化计算的多无人飞行器协同航迹规划

提出了一种在已知静态环境下利用进化计算实现多无人飞行器的分层离线协同航迹规划方法．针对多无人飞行器从不同起始点出发同时攻击某一预定目标问题，该方法可规划出由一系列导航点组成的三维航迹，并确保多无人飞行器在按一定的速度飞行时能避免相互碰撞、远离威胁障碍，满足航迹条件及协同限制．结果表明了该方法的可行性．     

航母编队协同防空作战目标威胁评估*

以航母编队协同防空作战为背景,基于目标的攻击能力、攻击意图、攻击速度和舰艇相对价值介绍了一种新的空袭目标威胁评估方法。首先确定威胁评估影响因素,构建威胁评估指标体系,然后用云模型的方法对参数进行融合处理,利用每艘舰艇的价值隶属度不同,计算出空袭目标对整个编队的威胁排序。仿真实例表明,该方法能对数据进行合理处理,有效融合,得到结果准确快速,能为航母编队防空作战决策提供一定参考。     

基于协进化多子群蚁群算法的多无人作战飞机协同航迹规划研究

协同航迹规划是有效提高多无人作战飞机( UCAV)协同作战效能的关键技术之一。分析了多UCAV协同航迹规划问题中的空间协同约束、时序约束以及任务时间约束，建立了基于“协同系数”的协同航迹性能评价指标；在此基础上，通过引入蚂蚁子群间的协同进化策略，并对蚁群算法状态转移规则、信息素更新机制进行了改进，设计并实现了基于协进化多子群蚁群算法的协同航迹规划算法。仿真实验结果表明：本文方法能够很好地处理多UCAV协同任务中的各类约束条件，是一种有效的协同航迹规划方法。     

无人作战飞机侦察监视航路规划研究

侦察监视航路规划是无人作战飞机（unmanned combat aerial vechicles,UCAV）任务规划系统的一项重要研究内容,其目的是找到一条从起始点出发并最终回到起始点,在某种性能指标下最优的飞行路径。本文提出了一种航路规划的遗传粒子群优化算法,设计了算法流程,给出了规划方法,解决了大范围内单／多机的侦察监视航路规划问题,仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于滑模变结构的无人机导引律仿真研究

为了提高无人机导引律控制的稳定性,采用滑模变结构导引律控制方法。根据一定的假设条件,建立无人机三自由度模型,根据运动模型和初始状态得到实际飞行轨迹。由滑模变结构导引律得到无人机的期望轨迹,通过实际轨迹与期望轨迹之间的误差来驱动控制。仿真结果表明,无人机在导引律控制过程中控制量变化平稳,验证了该方法的有效性和合理性。     

无人机在反舰导弹中继制导中的关键问题研究

针对反舰导弹超视距攻击的问题,提出了利用无人机为导弹提供中继制导的方法,并分析了所涉及的引导、定位、航路规划和目标识别等关键问题,给出了初步的解决方法,为作战应用提供了参考。     

未知环境下异构多无人机协同搜索打击中的联盟组建

为了提高多架异构无人机在未知环境下协同执行搜索打击任务时的效能,提出了一种未知环境下的异构多无人机协同搜索打击中的联盟组建方法,研究了实时性较高且适应于未知环境下的任务分配机制。以最小化目标打击时间和最小化联盟规模为优化指标,以满足同时打击和资源需求为约束条件,建立了联盟组建模型;为了提高联盟组建的实时性,提出了一种分阶次优联盟快速组建算法(MSOCFA)。算法复杂度分析说明了该算法是一个多项式时间算法,并且通过与粒子群优化算法进行仿真对比,验证了该算法具有较低的计算复杂度,满足实时性要求。为了使得多架无人机能自主协同完成搜索打击任务,设计了基于有限状态机(FSM)的多无人机分布式自主协同控制策略。仿真验证了未知环境下的异构多无人机协同搜索打击中的联盟组建方法的合理性和可行性。使用蒙特卡洛法验证了无人机数量和目标数量对联盟组建的影响,即无人机数量越多,目标数量越少,其平均任务完成时间越短。 为了提高多架异构无人机在未知环境下协同执行搜索打击任务时的效能,提出了一种未知环境下的异构多无人机协同搜索打击中的联盟组建方法,研究了实时性较高且适应于未知环境下的任务分配机制。以最小化目标打击时间和最小化联盟规模为优化指标,以满足同时打击和资源需求为约束条件,建立了联盟组建模型;为了提高联盟组建的实时性,提出了一种分阶次优联盟快速组建算法(MSOCFA)。算法复杂度分析说明了该算法是一个多项式时间算法,并且通过与粒子群优化算法进行仿真对比,验证了该算法具有较低的计算复杂度,满足实时性要求。为了使得多架无人机能自主协同完成搜索打击任务,设计了基于有限状态机(FSM)的多无人机分布式自主协同控制策略。仿真验证了未知环境下的异构多无人机协同搜索打击中的联盟组建方法的合理性和可行性。使用蒙特卡洛法验证了无人机数量和目标数量对联盟组建的影响,即无人机数量越多,目标数量越少,其平均任务完成时间越短。     

多平台协同突防航路规划

为解决多平台协同突防航路规划问题,提出协同突防航路规划方法框架。通过控制点基于分段保形二次插值描述与生成航路,建立包含平均航路长度、航路长度标准差、累积威胁程度的优化指标,并合成为加权综合目标函数,给出包含转弯半径判断、航路交叉判断以及障碍冲突判断的约束条件,通过粒子群优化算法进行航路控制点优化求解。在不同场景下进行航路规划求解,并分析了优化参数对于方法求解的影响。结果表明,方法能够给出可行且优化的协同突防航路。同时,优化指标的选取与约束条件的建立和航路规划过程解耦,可以在本方法框架的基础上根据实际问题需求自行配置优化指标与约束条件,一定程度上拓展了方法的通用性。     

高超声速临近空间飞行器跳跃飞行轨迹优化

以高超声速临近空间飞行器的连续跳跃飞行为研究对象,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型,在考虑攻角值、攻角变化率、法向过载、动压、热流及落地条件等约束下,利用遗传算法对一个飞行周期的跳跃飞行轨迹进行优化,并给出了燃料消耗率最小的飞行轨迹.最后与常值稳态巡航飞行进行比较分析.结果表明,连续跳跃飞行可以大量减少燃料消耗.     

面向异构履带车辆的统一运动规划方法

为在统一算法框架下解决异构履带车辆的运动规划问题,提出一种基于运动基元离线生成与在线扩展选择的运动规划方法,所研究的异构履带车辆是指搭载3种不同转向机构的履带车辆.运动基元的优化生成以轨迹平滑度为目标,通过综合考虑异构履带车辆的差异化行为约束、平台运动学模型约束、平滑过渡约束等,生成满足异构履带车辆运动规划需求的基元库...     

筒射串翼无人机展开动力学分析

对折叠串翼无人机发射展开过程的动力学分析是无人机总体设计和展开机构设计的关键。基于Newton-Euler方法建立描述串翼无人机展开的多刚体动力学模型。基于嵌套动网格方法计算机翼展开过程中的非定常气动特性,并与稳态气动参数进行比较。结合展开过程的气动特性变化和多刚体动力学模型,分析机翼展开速度和展开顺序对发射展开段弹道扰动的影响。仿真结果表明：机翼展开速度过快或者过慢都会对展开段弹道有较大扰动,当展开速度过快时惯性力起主要作用,当展开速度较慢时气动变化起主要作用;同时,前翼先展开、后翼后展开不利于初始发射段弹道的稳定,而前翼后展开、后翼先展开有利于初始发射段弹道的稳定;采用前后机翼同时展开且展开时间为0.20 s的展开方式能够满足尽量减小对弹道的扰动要求。