高超声速滑翔飞行器轨迹优化与制导综述

针对多约束条件下高超声速滑翔飞行器轨迹优化与制导问题,从离线和在线两个方面综述了高超声速滑翔飞行器轨迹优化与制导方法,并进行了展望。首先建立了带随机干扰的高超声速滑翔飞行器轨迹优化与制导问题模型。针对是否考虑随机干扰,从确定性和鲁棒性两方面对离线轨迹优化与制导进行了综述。在线轨迹优化与制导方面主要对在线轨迹生成加轨迹跟踪的标准轨迹制导和预测制导两方面进行了综述。最后,提出轨迹优化与制导技术应加强在模型、计算效率、多任务、高精度制导等几个方面的研究。

复杂不确定环境下UCAV自主攻击轨迹优化设计

针对不确定环境下无人作战飞机(UCAV)自主攻击关键问题,提出一种滚动伪谱法求解最优攻击轨迹的策略。首先设计出UCAV自主攻击过程总体框架,随后建立了UCAV三自由度质点模型,基于动态RCS构建统一威胁模型,采用威胁等效的方法快速处理突发威胁,以滚动优化策略解决大规模不确定环境下UCAV视野域范围有限、不易处理突发威胁以及因规划空间增大而产生的维数灾难等问题,以预测规划解决滚动方法带来的局部最优问题以及可能面临的有限时间内攻击轨迹解算困难而无解的问题。数字仿真结果表明,该算法能以较高的速度和精度在复杂不确定环境中快速规划出满足约束要求的最优对地攻击轨迹,且精度高、跟踪效果好,从而证明了该算法的有效性。

不确定条件下无人作战飞机在线攻击轨迹决策

针对无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击过程中存在的诸多不确定性因素问题,提出基于滚动时域策略和Gauss伪谱法(Gauss pseudospectral method,GPM)的在线实时攻击轨迹决策算法。算法采用滚动时域的优化策略,将全局优化问题转化为一系列相互叠加但不断向前推进的优化区间,通过滚动更新和反馈校正消除不确定误差,同时降低了所提算法的计算复杂度和对计算资源的需求;综合飞行包线约束,武器投射约束和威胁规避约束,采用GPM完成高精度攻击轨迹求解;采用实时迭代策略提供优化初值,通过自适应目标函数切换引导UCAV迅速规避近距突发威胁。仿真结果表明,所提算法能够有效消除不确定误差,同时以较高的精度和速度生成可行的攻击轨迹。

无人战斗机态势评估变精度粗集决策方法

为了解决在态势评估中一般粗糙集决策方法仅对规则进行提取而不完成规则匹配的问题,提出了基于加权相似性度量的无人战斗机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)态势评估的变精度粗集决策方法。建立了UCAV态势评估决策信息系统模型,基于正确分类率β的确定原则,给出了β值的确定方法,在该β值下从决策模型中提取出了决策规则。提出了基于互信息度的属性相对重要度计算方法,并依据相对重要度给出了属性的客观权重,结合专家经验形成了属性的综合权重。提出了基于属性综合权重的加权相似性度量方法,通过比较当前对象与决策信息系统中所有对象的相似程度给出决策结果,完成对该对象作战意图的预测。结果表明,该方法有利于UCAV对对象作战意图的预测和判断。

考虑目标重要性及历史任务信任度的无人机任务决策方法

针对多无人机协同任务决策问题,提出了一种考虑目标重要性和无人机任务信任度两种因素的任务决策方法。该方法由基于改进的模糊物元目标重要性评估和基于历史任务的无人机任务信任度评估两部分组成。前者通过改进物元结构,引入统一隶属度函数以及主观影响因子,提出了改进的模糊物元目标重要性评估方法。后者以无人机历史任务数据为基础,构建了多无人机信任网络模型,给出了直接信任度、间接信任度和通过信息熵理论计算总信任度的计算方法。由二者的评估结果,可得到当前时刻的多无人机协同任务决策。仿真结果表明,提出的任务决策方法实时性强,能够满足无人机任务决策需求,具有一定的可行性。

SINS/GPS制导炸弹控制系统仿真

从制导炸弹的工程化出发,提出了其总体设计方案;设计了SINS/GPS修正组合导航仪;提出了纵向、侧向方案弹道的设计方案,设计了控制系统的控制律;分别对这些设计方案进行了半实物仿真,并且该设计方案已用于工程实践。

电视指令制导导弹目标攻击中载机航迹规划研究

为提高电视指令制导导弹的命中精度,突防载机在导弹发射后必须满足导弹使用的约束条件选择航迹才能保证导弹命中目标。在分析防区外使用电视指令制导导弹进行对地精确打击时飞机航迹特点的基础上,结合飞机性能及导弹制导要求,建立了满足导弹制导约束条件下的飞机航迹规划模型;并且在传统A*算法的基础上,提出了一种改进的A*算法,该算法有效地将约束条件和航迹寻优算法有机结合在一起,提高了算法的收敛速度,更加符合航迹规划的要求。仿真表明建立的导弹制导过程中战斗机航迹规划模型和改进算法能够找到满足导弹使用的突防航迹。

从“阿法狗”到“阿法鹰”——论无人作战飞机智能自主空战技术

对比谷歌"阿法狗"围棋程序提出了"阿法鹰"——无人作战飞机(Unmanned combat aerial vehicle,UCAV)智能自主空战技术.分析了UCAV智能自主空战的必要性;概述了UCAV智能自主空战技术的研究思路;分别从空战知识获取与自学习、智能空战决策、自主综合控制和技术验证方法等4方面阐述了UCAV智能自主空战的关键技术;最后讨论了该技术的考核评价标准并进行了总结.

超音速带弹武器舱气动特性数值研究

采用大涡模拟（LES）和计算声学FW-H方程相结合的方法,研究了带弹武器舱在超音速条件下的气动特性,建立了计算模型并验证了网格的可靠性。计算结果表明：带弹武器舱的流场由于导弹的分隔而形成3个独立旋涡,静压系数沿流向总体呈先减小后增大分布;流场噪声声压级比空腔流场低5~6 dB,最大声压级出现在弹舱后壁面两侧区域,声压级峰值频率小于200 Hz;流场噪声产生于舱口剪切层的自持振荡,在导弹头部和弹舱后壁面之间区域存在＂脱落涡—声波—反射声波—新脱落涡＂的循环。研究结果对建立适用于超音速带弹武器舱的流场控制方法有参考意义。

空地反辐射导弹武器系统作战效能分析

依据空地反辐射导弹武器系统的效能分析结构图,采用整体可靠度公式法,主要对导弹系统的作战能力进行了分析,建立了作战效能的概率计算模型,通过仿真计算可以对导弹的综合性能评估,为导弹的作战任务规划提供有意义的指导。

反辐射无人攻击机过载参数分析

基于反辐射无人攻击机导引头控制原理,在建立反辐射无人机末制导系统数学模型的基础上,根据反辐射无人机的作战环境和特点,分析了反辐射无人攻击机攻击弹道预定过载参数的影响,并依据反辐射无人攻击机的弹道运动方程进行了仿真运算,选取了最佳的攻击弹道。

状态分量综合修正加速度方差的CSM算法

"当前"统计模型自适应算法依赖于先验加速度极限值,并不适用所有机动情况。而单一的位置或速度自适应调整加速度方差,往往使得跟踪不稳定。综合考虑位置、速度和加速度信息,提出一种新加速度自适应公式,克服了对先验加速度极限值的依赖。并在此基础上结合高斯隶属函数对其权值予以修正,提高了跟踪精度。为解决单个"当前"统计模型不能跟踪机动频率不断变化实际目标,利用交互多模算法,将不同机动频率的改进"当前"统计模型进行交互。仿真结果表明,新算法具有较好的跟踪效果。

一种近似动态规划的无人机机动决策方法

针对空战机动决策时出现的"维数爆炸"问题,该文提出一种基于近似动态规划的群智能空战机动决策方法。首先建立无人机空气动力学模型和空战态势优势指标函数。其次,利用近似动态规划的思想,将空战过程按时间域划分为多个规划时域,在每个规划时域内,提出人工势场引导下的改进蚁狮优化算法快速逼近最优控制量,有效裁减搜索空间。通过与专家系统法进行仿真对比,表明所提方法解决高动态、实时性强的无人机机动决策问题的有效性和可行性。

基于改进蚁狮算法的无人机三维航迹规划

无人机3维航迹规划是任务规划中最复杂、重要的部分,针对基本蚁狮算法在解决3维航迹规划时能力不足的问题,首先在蚂蚁的行为中引入混沌调节因子,在蚁狮的行为中引入反调节因子,提高了算法的探索能力和开发能力;其次在建立3维环境模型的基础上,充分利用地形和约束信息,缩减搜索空间;最后将改进后的算法应用于3维航迹规划,并与原算法进行对比,实现在线局部重规划。仿真实验结果验证了改进方法的可行性和优越性。

未来空战过程智能化关键技术研究

空战过程智能化是实现未来空战的关键途径,通过对该领域国内外技术研究的介绍与梳理,根据"观察-判断-决策-行动"空战环节特性,分析了未来空战过程智能化技术研究思路,重点对无人作战飞机空战过程智能化关键技术进行综述。

球形破片对靶板极限穿透速度公式的建立

在实验和资料数据分析的基础上,运用量纲分析与多元线性回归相结合的方法,建立了球形破片对靶板极限穿透速度公式,该公式可以计算钨球或钢球对装甲板、钢板、铝板和木板的极限穿透速度,改变了目前国内多种极限穿透速度公式并用的现状,具有通用性好、计算精度高和简捷明了等优点。

基于轨迹线性化的鲁棒制导控制一体化设计

针对无人作战飞机末端攻击制导控制一体化设计问题进行研究。建立一体化制导与控制系统模型,在此基础上采用轨迹线性化控制方法设计一体化控制律,为处理系统中存在的气动参数摄动、测量误差干扰和目标机动等大量不确定性,采用非线性干扰观测器技术对不确定性进行估计并加以补偿,并基于Lyapunov原理证明所设计方法的稳定性。仿真结果表明:所设计的制导控制一体化方法有效地提高控制精度,并保证良好的鲁棒性。

反武装直升机导弹引信引爆时机与毁伤概率的关系

在分析武装直升机易损性的基础上，探讨了反武装直升机导弹非触发引信在不同时机引爆时，对武装直升机的毁伤概率，研究的结果。

修正弹道偏差的虚拟密度法

本文运用外弹道学知识提出了修正弹道偏差的虚拟密度法。应用该法能使一种火炮——火控系统能发射不同弹道系数的弹丸和用一种射表能查到不同弹道系数弹丸射击诸元成为可能。讨论的结果可直接用于现装备的火控系统和射表。

马尔可夫矩阵修正IMM跟踪算法

传统交互多模型(interacting multiple model,IMM)滤波算法中,马尔可夫概率转移矩阵参数固定,切换过程模型概率滞后。基于后验信息修正,扩展了一种在线更新马尔可夫概率转移矩阵的自适应跟踪算法,新算法克服了原算法只能交互2个模型的局限性。在计算过程中,依据不匹配模型误差压缩率的更新信息,在线调整先验马尔可夫概率转移矩阵,模型转换过程中更多地利用匹配模型的信息,而减小不匹配模型信息的影响,使收敛速度得到了提高。最后通过多模交互3个当前统计模型(current statistical model,CSM)验证了所提算法的有效性。