基于鲁棒多目标优化方法的UCAV武器投放规划

研究了无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicles,UCAV)对地攻击阶段的武器投放鲁棒性规划问题。针对现有规划方法在处理战场环境扰动、模型不准确、操作偏差等不确定性因素方面存在的不足,提出了一种鲁棒多目标优化求解策略。首先,建立了飞机机动性能、武器装备性能和战场环境等约束条件模型;其次,使用仿真近似法,建立了优化指标模型,并将武器投放规划问题转化为鲁棒多目标优化问题;然后,设计了一种结合蒙特卡罗方法的快速非支配排序遗传算法对问题进行求解,并采用基于基本轨迹片元的机动轨迹生成策略生成武器投放轨迹。仿真结果表明,该方法能够有效提高武器投放规划的鲁棒性。

基于战术机动动作的作战飞机武器投放规划研究

以飞行员惯常使用的基本战术机动动作为对象,展开了对空对地攻击中武器投放过程的规划研究。采用有限状态机模型对典型的战术机动动作进行了建模,实现了对机动过程中飞行模态的准确控制。针对规划求解困难的问题,设计了基于人工免疫系统的规划算法框架,利用生物免疫系统的优良机理,提高了规划求解的速度,避免了规划解的局部收敛。仿真实验表明,规划算法求解速度较快,规划出的机动序列衔接较好,轨迹的各种战术指标符合任务要求。

武器投放规划研究

为了能够完成机上实时武器投放的规划,生成攻击航路,实现飞行、打击和退出的一体化设计,提出了武器投放规划的方法。以制导炸弹为例,分析了武器火力控制处理流程、战场威胁模型和航路规划模型,设计了计算武器投放关键点模型和退出航路规划的算法。仿真结果表明算法可行。

无人作战飞机自主攻击三维实时轨迹规划研究

以无人作战飞机挂载激光制导武器打击地面目标为研究背景,针对空对地武器投放过程的多约束和强实时性要求,提出自主攻击轨迹规划系统总体框架,建立了激光制导武器可发射区模型;在此基础上结合UCAV动力学约束,提出了一种基于改进A*算法的三维攻击轨迹决策算法。算法结合规划轨迹最优性约束和UCAV平台的运动学约束,选择扩展节点,从而降低了算法的复杂度;结合微积分的思想,取步长足够小,将步长范围内高度变化忽略不计,将UCAV水平方向和垂直方向飞行航迹独立解耦,并结合法向过载进行高度修正,从而有效避免了维数灾难问题。仿真结果表明,该算法能快速获得三维航迹,引导UCAV到达目标可发射区,且UCAV终端状态满足武器发射条件,为构建无人作战飞机自主攻击平台奠定了良好的基础。

基于模糊控制的飞机武器发射/投放方案设计与仿真

对飞机武器发射 /投放管理系统的功能与结构进行了研究 ,提出了战术规划和武器分配所遵循的原则 ,利用模糊控制理论对系统方案的设计和实现作了详细的讨论 ,并结合数字仿真结果对该系统的可行性进行了分析。