而为了占领战争的优势地位，战争另一方往往发射机动导弹对无人战机进行袭击。如果攻击弹具有强大的威力，那么为了能够成功拦截并摧毁它，则目标可能需发射多枚防御弹进行协同拦截。此时，一方面，涉及防御弹与目标的协同问题；另一方面，涉及多枚防御弹对攻击弹进行协同拦截的问题。...
2023-08-02 理论教育
多飞行器协同制导与控制
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基于Dubins路径协调的可飞行迹详细阅读
基于任务分配方案，结合上述Dubins路径协调方法，可得到完整的无人机可飞航迹。图2-10显示了通过Dubins路径协调得到的符合任务时序和最小转弯半径约束的7架无人机的可飞航迹。因此，如图2-10所示，u5采用Dubins曲线进行路径协调，中间绕路等待u7对T3实施完侦察识别后，其正好飞至T3，对T3实施攻击。...
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多飞行器协同制导与防御弹2控制详细阅读
在目标、防御弹1和防御弹2协同对攻击弹拦截的过程中，目标和防御弹1采用式所示的协同拦截制导律飞行，防御弹2则跟踪防御弹1的弹目距离，最终实现和防御弹1同时拦截攻击弹。因此，当防御弹1与防御弹2距离攻击弹很近时，令防御弹2转为采用式所示的可实现落角约束的弹道成型制导律。...
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协同航迹时空安全性判断与重生成详细阅读
在3.3.3节中得到协同航迹后，还要对航迹间的时空安全进行判断，即保证沿协同航迹飞行的几枚导弹的最小间距不小于最小安全间距。继续对新航迹进行检测并重复上述步骤，直到满足安全防碰撞要求。例3-1假设4枚导弹协同飞行攻击同一个目标。其中，导弹#2的航迹最长，因此导弹#2的航迹不作调整。调整后，各导弹飞行航迹等长，飞行时间均为290.13 s。因此，这4条协同航迹是满足时空安全性要求的。...
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多飞行器制导控制解决思路及局部极小点问题详细阅读
解决局部极小点的问题，直观来讲，就需要打破导弹在未实现目标前的受力平衡。可通过增加附加势场力Ffi的方法来使导弹脱离局部极小点，从而解决该问题。综合一致性编队指令、人工势场防碰撞指令、脱离局部极小点的附加指令，得到分布式联合防碰撞编队控制律为式中，ufi=Ffi/mi。...
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德洛奈三角划分法-飞行器协同导控详细阅读
为在多障碍环境下确定导弹飞行的待选航迹节点，在此引入德洛奈三角划分法来确定导弹可能要飞经的边，以便为进一步设计搜索算法奠定基础。令J是点集P的一个三角划分，假设其含有m个三角形，将这m个三角形所包含的3m个角（α1，α2，…假设P是平面上的一个点集合，那么P的角度最优三角划分就是P的德洛奈三角划分。有关德洛奈三角划分的具体实现过程可参考文献[41]，这里不再详述。...
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多智能体飞行器协同制导控制详细阅读
MPSP技术的目的：得到合适的控制历程Uk，使得在最后一步（k=N）时的输出YN趋近于理想的输出，YN→，同时付出的控制量最小。MPSP技术需要一个初始猜测控制量，然后根据末端误差来不断修正控制量，最后得到满足要求的控制量。式、式构成了约束条件下的静态规划问题。根据静态规划理论可得因此，在k=1，2，…，N-1时，更新后的控制变量为MPSP算法将动态优化问题转化为静态优化问题进行求解，使优化问题大大简化，计算效率大幅度提升。...
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多飞行器协同制导：攻击时间和角度约束制导律详细阅读
本章在此基础上，考虑攻击角度的约束，给出能够同时实现攻击时间约束和攻击角度约束的末制导律。因此，导弹在预测时采用三维制导律表达式为不同于文献[58]中通过纵向弹道的调整来实现攻击时间约束，本章通过在侧向制导指令中加入理想攻击时间与预测攻击时间的误差作为反馈项来实现对攻击时间的控制，而在纵向采用式所示的偏置比例导引律来实现对攻击落角的控制。...
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多飞行器协同制导控制技术-成果详细阅读
多飞行器编队飞行可极大地提升目标搜索、抗电磁干扰及突防能力，是多飞行器协同作战的关键技术。关于多飞行器的编队控制模式，目前主要有虚拟结构模式、基于行为的模式和“领-从”模式。在“领-从”模式中，编队中的某一成员作为领导者，负责编队的航迹规划和生成、目标探测等任务，而其余成员作为跟随者跟踪领导者飞行，以实现编队队形的形成、保持和变换。不同的通信模式和编队控制模式对应不同的编队控制技术。...
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多飞行器协同导控：限定攻击角度的航迹规划详细阅读
在为某枚导弹进行航迹规划时，不必对集合中所有航迹节点进行考察。因此，本章提出导弹相关航迹节点集的概念。对于第k枚导弹，相关航迹节点集Wk的定义为：连接起点sk与目标e的线段与障碍分布德洛奈三角连接图所有相交边上的航迹节点构成的集合。以上述选点原则，设计第k枚导弹的航迹节点选取算法如下。此时，导弹k得到了一条能够避免威胁区并以指定攻击角度攻击目标的航迹。...
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飞行器协同制导：末制导初始位置域解析详细阅读
改变期望协同攻击时间Td1，即可分别计算其对应的初始位置域。...
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虚拟导引点与导弹相对运动模型详细阅读
导弹与虚拟导引点的相对运动关系如图11-1所示。在地面坐标系中，导弹和导引点的运动学方程为图11-1导弹与导引点的相对运动关系基于参考坐标系与地面坐标系之间的变换关系，可得导弹和导引点之间的相对运动关系为假设导弹具有一阶自动驾驶仪，则有式中，τV，τψm——导弹马赫数自动驾驶仪和航向角自动驾驶仪的时间常数；Vmc，ψmc——导弹的速度指令和航向角指令。...
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多飞行器协同制导与控制：实现高超声速飞行器运动模型详细阅读
对高超声速导弹而言，目标的运动速度近似可以忽略，因此可将目标视为静止目标。以一枚导弹为例，它在三维空间攻击静止目标的相对运动关系如图12-1所示。在末制导段，高超声速飞行器距离目标较近，此时可忽略地球的曲率和自转来研究问题。因此，图12-1与图10-1类似，只是在研究高超声速飞行器运动时，习惯采用的坐标系和变量定义有所不同。...
2023-08-02 理论教育
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多飞行器控制算法优化防御弹攻击区域详细阅读
防御弹、目标和攻击弹在整个飞行过程中的速度保持不变，此时tgomt0的最小值为当目标、防御弹以及攻击弹初始状态确定时，tgomd0与期望的可行攻击角d密切相关。...
2023-08-02 理论教育
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多飞行器协同制导求解详细阅读
由于λ12包含x11和x12项，因此和不能由当前时刻的状态进行求解，需要求解x11和x12的表达式，将式代入式的第二个方程，并由t到tf进行积分，可得x12的表达式为式中，Φ1（·）——状态转移矩阵。通过求解式，可得x11和x12的表达式为将式代入式，可得x11和x12的最终表达式；将得到的x11和x12的表达式代入式，可得λ12的表达式；将λ12代入式，即可得到防御弹和目标加速度的闭环解。...
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多飞行器协同制导控制的理想通信时一致性编队算法详细阅读
假设多导弹间的通信是理想的，选取导弹的位置和速度信息作为协同变量，基于一致性算法来设计多导弹编队控制方法。当时，称多导弹形成了期望的队形，达到了编队一致性。表6-1多导弹初始状态一致性编队算法中的控制参数k′=2，k″=4，各导弹的最大切向加速度和法向加速度分别为40 m/s2、60 m/s2和60 m/s2。...
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