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。

美国多方位防御-快速拦截弹交战系统发展情况分析

为应对无人机、快艇、反舰巡航导弹等海上集群小目标日益严重的威胁,美国近年来开始研制多方位防御-快速拦截弹交战系统。该系统以中口径炮射制导弹为基础,综合了导弹的精度和炮弹的射速等优势。其关键技术包括中口径火炮技术,炮射弹制导、导航和控制技术,抗过载技术和微型化技术等。系统研制工作自2014年开始,历时5年,目前已制造出样弹且成功完成了部分测试工作。对该系统的研制背景、过程、关键技术、类似概念进行了梳理和分析,并得出相应结论。