基于视线协同和DMPC的载机-防御弹群协同主动防御制导策略

在目标-攻击弹-防御弹群(target-attacker-defenders,TADs)系统中,防御弹群通过与目标(载机)异构协同、弹群间同构协同以保护载机并降低单弹脱靶的风险。针对TADs系统在二维平面下的协同主动防御模型进行了研究,采用机/弹协同和防御弹群协同的两层制导策略。在机弹协同方面,防御弹领弹与载机进行异构协同,考虑载机及防御弹领弹的机动能力限制,采用协同视线制导律(cooperative line of sight guidance,CLOSG)分别得到载机和防御弹领弹的制导指令;在防御弹群协同方面,考虑单弹计算能力约束,拦截时间约束和加速度约束,设计出基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的算法实现弹群从弹和防御弹领弹协同同时抵达并拦截攻击弹。仿真结果表明,多防御弹协同一致拦截制导算法能够实现TADs系统中载机和防御弹群的异构协同主动防御,并实现防御弹群的一致性同时拦截,以降低单弹脱靶的风险。

多弹协同攻击网络化作战系统体系结构研究

提出了利用多枚远程空空导弹在空中动态组网,构建多弹协同攻击的网络化作战系统的作战思想。分析了多弹协同攻击的组网形式和网络化作战系统的特点,重点探讨了网络化作战系统的节点结构、网络结构和协议分层模型,为新一代空空导弹的研制和作战使用提供一定的思路。

基于改进遗传算法的多弹协同攻击航路规划

针对多弹协同攻击航路规划问题,提出一种基于改进遗传算法的多弹协同航路规划方法。通过优化航路种群初始化的方法,生成能够满足最大航路点个数约束以及最小航路段长度约束的航路;采用亚种群归类将航路区分为不同的走向,得到多种攻击航路结果;利用进化算子对子代航路进行微调,生成更符合要求的多条航路,并对多弹攻击航路进行仿真验证。结果表明,该算法可得出最优和多条次优航路,符合多弹协同作战的目的和要求。

多弹协同最优制导律研究

为了提高导弹突防及精确打击能力,针对攻击时间约束和攻击角度约束以及控制能量消耗最少的性能指标要求,提出一种多弹协同最优制导律。选取一枚导弹作为领弹,其余导弹为从弹,估计领弹剩余飞行时间,并将估计值传送给从弹,作为从弹的攻击时间约束;从弹根据攻击时间约束、理想的攻击角度约束,以及控制能量最省的指标要求,应用最优控制原理解算出最优飞行轨迹;应用设计好的最优轨迹控制各从弹飞向目标。通过matlab中的simulink进行了仿真,结果证明,所有导弹都能精确地按照给定的攻击时间和攻击角度击中目标。

目标飞行器反拦截协同制导策略

为了提高目标飞行器的突防能力,基于视线(LOS)指令制导原理设计了一种协同制导策略。在建立目标飞行器、防御弹以及攻击弹相对运动模型的基础上,证明了LOS制导的可行性,得到了防御弹和攻击弹的加速度关系,并给出了防御弹的LOS指令制导算法;然后,将目标飞行器和防御弹作为一个协同体,为目标飞行器突防进行逆比例制导设计。该协同制导策略不仅用于目标飞行器规避攻击弹拦截,且使得防御弹在不具有速度和加速度优势的条件下也能成功拦截攻击弹。仿真结果表明:所设计的协同制导策略使防御弹具有较高的制导精度,有效提高了目标飞行器的突防概率,为实际工程应用提供了参考。

信息单向传输带拦截角约束的协同拦截制导律

针对无人战机(unmanned combat air vehicles,UCAV)(目标)发射防御弹对来袭攻击弹以一定拦截角度进行拦截的问题,假设目标和防御弹协同飞行且其之间只能进行单向信息传输,在来袭弹采用增强比例导引律的前提下,建立了防御弹信息单向传输和目标信息单向传输两种模式下的防御弹攻击弹视线角非线性模型。考虑防御弹脱靶量要求、拦截角度约束和防御弹(或目标)的控制能量因素,建立了性能指标函数,采用最优控制理论,分别设计了能够使防御弹以指定拦截角度拦截攻击弹的目标单向协同制导律和防御弹单向协同制导律。仿真结果表明,在两种信息单向传输模式下,通过目标与防御弹的协同,防御弹均可以指定拦截角拦截攻击弹;与具有拦截角度约束的非协同制导律相比,单向协同制导律的控制能量更小。

多弹协同攻击网络化作战系统动态重组算法研究

提出了利用多枚远程空空导弹在空中动态组网,构建多弹协同攻击的网络化作战系统的作战思想.利用图论中的搜索方法、定义应用层数据报文实现动态组网系统的拓扑关系发现算法,并利用拓扑关系发现算法研究了动态组网系统的动态重组算法,将动态组网系统拓扑关系抽象成图论中的无向图,利用图论工具来研究系统成员节点战损与通信故障情况下动态重组问题,为新一代空空导弹协同攻击网络化作战系统的研究提供一定的参考.

多防御弹主动防御系统协同一致拦截

针对目标-攻击弹-防御弹群(TAD)系统中防御弹群需协同目标进行主动防御并实现同时拦截攻击弹目标的问题,对TAD系统在二维平面下的协同主动防御模型进行了研究,并提出了包括虚拟领弹、目标以及防御弹群的两层协同制导策略,问题采用基于非线性模型预测控制(NMPC)的一致性协议算法进行求解。两层制导策略分别是第一层中的虚拟防御弹领弹协同目标进行主动防御并得到攻击弹位置信息,第二层是真实防御弹群针对确定位置的攻击弹采用基于模型预测控制的一致性算法,实现同时到达并拦截攻击弹。第一层协同制导主要考虑保护目标在安全范围内,以及目标和虚拟防御弹的加速度约束,第二层协同制导主要考虑防御弹群的加速度约束。两层制导均通过基于NMPC的方法优化,计算出目标和防御弹群的协同控制量。仿真结果表明,提出的多防御弹主动防御系统协同一致拦截制导算法能够实现TAD系统中目标和防御弹群的协同主动防御。

一种新型坦克装甲车辆用末敏弹干扰弹药介绍

本文分析了国内外当前坦克装甲车辆发展情况,重点介绍了一种新型坦克装甲车辆用对抗末敏弹攻击弹药的特点、组成、工作原理及主要用途,最后对装甲车辆对抗装备及防护手段进行了前景展望。

基于最优控制的突防和打击一体化策略

针对攻击弹同时考虑对防御弹进行突防和对目标进行打击的问题,设计攻击弹和防御弹的视线角速度在某一时刻趋于一个非零值,并将此作为终端约束,考虑攻击弹控制能量最小建立性能指标函数,基于最优控制理论设计突防最优制导律。综合考虑攻击弹对防御弹的探测、预估遭遇时间设计了突防开始和结束时机,构建了离线数据库以在线运用,为参数选择提供依据。基于可用过载约束、落角约束等构建了可达域解析模型。综合考虑攻击弹的突防和打击问题,设计了突防/打击一体化策略。仿真结果表明:基于离线数据库进行参数选择的突防制导律具有良好的性能;可达域解析模型具有良好的精度;突防/打击一体化策略能够使得攻击弹在实现突防的同时完成对目标的有效打击。