近地共面轨道上两飞行器在径向连续小推力下的追逃界栅

针对近地共面轨道上两飞行器在轨追逃对策问题,以轨道根数为状态变量,在双方均为径向连续可变小推力的假设条件下,研究定性微分对策方法中考虑推力性能的界栅存在条件.在此条件下推导出可变推力的最优控制量,以及以偏心率和幅角为状态变量的界栅表达式.仿真实例在给定捕获半径的条件下,给出了偏心率的界栅曲线,并表明当对策结束时。

微分对策界栅理论在舰艇作战能力评估中的应用

作战能力是表征战斗舰艇战术技术性能的一项重要指标,如何正确评价舰艇的作战能力一直是军事运筹研究的热点。利用定性微分对策的界栅理论研究了一类作战问题,通过构造捕获区面积和咽喉区域面积,并以此作为动态评估舰艇作战能力的衡量指标。研究结果可为综合评价舰艇作战能力提供一条新途径。

空间飞行器在视线坐标系中的追逃界栅

针对近地共面圆轨道上的两飞行器追逃问题,应用定性微分对策理论,在双方均为连续小推力假设下,研究了在视线坐标系下对策双方在中立结局上的最优控制策略及中立结局的非线性界栅构造及线性界栅的求解方法。在线性化方法中,首先针对方程中的状态变量作线性化,待最优推力确定后,再对推力变量在确定的终端附近线性化。本文理论推导最终得到了最优推力及线性化界栅表达式,给出线性化界栅与非线性数值逼近解的仿真结果。

追逃定性微分对策中界栅的确定

应用定性微分对策理论对无人机、无人车追逃问题进行分析,给出在对局环境中存在障碍物的情况下,躲避区与捕获区分界界栅的确定过程。设置对局场景,建立对局双方的运动学方程,针对双方的运动特性分析结局并得出对局策略。然后考虑讨论环境中障碍物的影响,分析对局终止条件,最终解算出界栅,并给出实例说明。

基于界栅的日地平动点编队飞行碰撞规避控制研究

在航天器编队任务时,某颗航天器发生故障或者编队任务发生改变就需要对编队进行重构。在重构过程中,如何进行航天器防碰已经受到了广泛关注。采用界栅理论(barrier),通过建立Hamilton函数,并取得最优控制律,再根据界栅构造理论构造出界栅轨迹,将对策区分为碰撞区与非碰撞区,从而实现日地平动点编队飞行防碰撞设计。经过仿真实验表明,该方法可避开摄动影响,并对飞行器编队队形重构过程航天器间防碰具有一定的意义。

无人战车追逃定性微分对策中界栅的确定

研究无人战车在无障碍、有障碍两种对局环境中的追逃问题,主要讨论了追逃定性微分对策中界栅的确定。在无障碍条件下,建立对局双方的运动模型,由于两者到达捕获点的时间是相同的,因此可以通过消除时间参数构建界栅。该方法与Isaac提出的构造界栅的经典方法结果一致,并在此基础上分析了躲避区的最大面积。在无人车的实际行驶过程中肯定会受到障碍物的影响,探讨了在有障碍条件下的追逃微分对策界栅的构建。考虑线性障碍物的影响,分析在障碍物存在的条件下双方的等时线分布情况,并提出用等时线的交集确定界栅的方法。

基于微分对策理论的两车碰撞问题

对2辆自主无人车碰撞问题的定性微分对策进行了研究,建立了碰撞问题的数学模型,用微分对策的方法推导出追逃双方为了达到各自目的所应采取的最优控制策略,证明了完成捕获的充分条件,并且通过计算界栅确定了对策状态空间的捕获区和躲避区,说明了微分对策方法在处理两车碰撞问题上的有效性。所涉及的内容还可应用于火力分配、劳资谈判、资源与污染等领域。

三维空间中追逃对抗定性微分对策模型研究

为有效解决一类双方各有优势和劣势的追逃对抗问题,基于定性微分对策理论,在原有的三维空间中追逃对抗定量微分对策模型的基础上,针对三维空间中的一类追逃对抗问题,建立定性微分对策模型,具体构造模型的界栅,并通过冲突分析得到对作战指挥决策有实际意义的结论。

基于定性微分对策的列车碰撞防护方法

为满足轨道交通运营中列车与列车安全间隔控制及碰撞防护的需求,利用定性微分对策理论分析了两列车的侧面冲突和追尾碰撞问题,建立了对应的数学模型。将前行列车和后续列车分别定义为逃方和追方,利用微分对策理论推导出追逃列车双方为了达到各自目的所应采取的最优控制策略和界栅图,确定了对策状态空间的捕获区和躲避区。通过计算捕获面积对各影响因素的梯度值,进一步分析了追逃列车双方速度及距离等因素对捕获区面积的影响。结合实例,基于微分对策理论分析,定性地给出了保证列车安全运行、避免故障发生所应采取的措施和方法。本研究方法可为分析不同情况和不同环境下的列车碰撞防护问题提供借鉴。

微分对策理论及其研究现状分析

本文阐述了微分对策在经济和军事领域中的研究和应用,详尽地叙述了微分对策的分类,并采用定量和定性方法对微分对策进行了分析,指出了微分对策的研究难点,对发展趋势作了较为详细的探讨。

带有时间与探测约束的“到达-回避”博弈

针对飞行器具有运行时间约束以及所携带探测器具有有限探测范围的现实情况,在传统生命线对策问题的基础上提出了一类考虑时间约束与探测约束的新型“到达-回避”定性微分对策博弈。通过分析对策问题所有可能的中性终端集以及问题对应的哈密顿方程,给出了防御者与进攻者最优博弈策略形式。利用所得到的策略和攻防双方的约束条件,得到了原问题对应界栅的精确解,并通过数值仿真验证了界栅的正确性。所得到的界栅可将博弈空间分为攻防双方的获胜区域,并可用于快速判断博弈问题最终结果,为飞行器攻防博弈双方的策略制定提供理论依据。