多飞行器协同飞行,当攻击目标时,如果能够从不同的方向同时命中目标,则能够大大提高对目标的攻击性能。要想实现此目的,需有协同末制导律作为技术支撑。进一步,在设计协同末制导律时,还需考虑各导弹的控制量受限、框架角受限等约束问题。对于通过信息传输实现协同攻击的多导弹,信息的传输模式、通信拓扑的设定和信息的利用规则是设计协同末制导律的关键问题。......
2023-08-02
多飞行器编队飞行可极大地提升目标搜索、抗电磁干扰及突防能力,是多飞行器协同作战的关键技术。
关于多飞行器的编队控制模式,目前主要有虚拟结构模式、基于行为的模式和“领-从”模式。虚拟结构模式采用一个虚拟刚体来描述期望的编队队形,每个编队成员作为虚拟刚体上相对位置固定的点,当队形移动时,每个成员跟踪相应的固定位置点即可。基于行为的模式首先定义一系列编队行为,这些行为可包括跟踪期望轨迹、防碰撞、避障及编队保持等,然后每个飞行器根据行为选择准则来选定某种行为并执行。在“领-从”模式中,编队中的某一成员作为领导者,负责编队的航迹规划和生成、目标探测等任务,而其余成员作为跟随者跟踪领导者飞行,以实现编队队形的形成、保持和变换。
从飞行器之间通信模式的角度,其可分为集中式、分布式、集散式。当多飞行器采用集中式通信模式时,某个飞行器(通常是领导者飞行器)上存在着集中计算单元,其他飞行器将信息(位置、速度等)传输给集中计算单元,集中计算单元根据一定规则进行处理后,将指令分发给各飞行器,各飞行器按照指令飞行来形成编队并保持。集中式通信模式的优点是信息传输直接、处理效率高、编队形成速度较快;它的缺点是集中计算单元计算负荷较重,而且一旦装有集中计算单元的飞行器被击毁,整个编队的协同作战任务将失败。在分布式通信模式中,不存在集中计算单元,各飞行器只与邻近的飞行器进行通信,当通信拓扑满足一定条件时,飞行器之间通过局部的数据交换就可以达到某些状态量全局的一致。分布式通信模式的优点是比较灵活可靠,其缺点是编队形成速度通常比集中式通信模式慢。集散式则是集中式和分布式的综合。
不同的通信模式和编队控制模式对应不同的编队控制技术。在设计编队控制方法时,不仅要满足队形形成及变换速度、队形稳态精度的要求,还要满足在队形形成与变换过程中避免弹间碰撞的要求,同时要考虑飞行器自身速度特性和可用法向过载的约束。另外,在飞行过程中,弹间的信息传输往往是不理想的,存在着噪声和延迟,此时,如何设计通信拓扑和编队控制方法来保证要求的编队速度和精度是要解决的关键问题。
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多飞行器协同飞行,当攻击目标时,如果能够从不同的方向同时命中目标,则能够大大提高对目标的攻击性能。要想实现此目的,需有协同末制导律作为技术支撑。进一步,在设计协同末制导律时,还需考虑各导弹的控制量受限、框架角受限等约束问题。对于通过信息传输实现协同攻击的多导弹,信息的传输模式、通信拓扑的设定和信息的利用规则是设计协同末制导律的关键问题。......
2023-08-02
而为了占领战争的优势地位,战争另一方往往发射机动导弹对无人战机进行袭击。如果攻击弹具有强大的威力,那么为了能够成功拦截并摧毁它,则目标可能需发射多枚防御弹进行协同拦截。此时,一方面,涉及防御弹与目标的协同问题;另一方面,涉及多枚防御弹对攻击弹进行协同拦截的问题。......
2023-08-02
此时,将式视为系数由t=t1时刻rmd、等量确定的线性定常系统,基于最优控制理论来设计协同制导律。由式和式可知,防御弹控制量wq与目标控制量vq的关系为由式和式可得哈密顿函数为式中,λ21和λ22为协态量,其正则方程分别为λ21和λ22在末端时刻满足的横截条件分别为式中,由式和式,可解得协态量λ21和λ22分别为式中,χ=/rmd≈-1。......
2023-08-02
信息一致性保证了按一定网络拓扑交换信息的多导弹在那些对完成协同任务起关键作用的“信息”方面达成一致意见。为了达到信息一致,必须存在一个各导弹共同关心的变量,这称为信息状态。此外,还需要设计用于各导弹之间相互协商以使其信息状态达成一致的适当算法,这称为一致性算法。因此,可将一致性理论应用于多导弹编队,基于一致性算法来设计导弹的编队控制算法。......
2023-08-02
本节阐述如何确定满足攻击时间要求的附加指令uF。联立式、式,可以得到加速度指令,也就是基于线性模型得出的ITCG导引律,为由式可知,当导弹接近目标时,xgo趋于0,此时上述制导指令会趋于无穷大。表8-14枚导弹的初始参数图8-3给出了4枚导弹采用PNG和ITCG时的弹道对比。在采用PNG时,导弹1、导弹2、导弹3和导弹4的攻击时间分别为35.67 s、30.83 s、27.40 s和31.89 s,4枚导弹采用PNG时的攻击时间差较大,最大攻击时间差为8.27 s。......
2023-08-02
由于λ12包含x11和x12项,因此和不能由当前时刻的状态进行求解,需要求解x11和x12的表达式,将式代入式的第二个方程,并由t到tf进行积分,可得x12的表达式为式中,Φ1(·)——状态转移矩阵。通过求解式,可得x11和x12的表达式为将式代入式,可得x11和x12的最终表达式;将得到的x11和x12的表达式代入式,可得λ12的表达式;将λ12代入式,即可得到防御弹和目标加速度的闭环解。......
2023-08-02
在目标、防御弹1和防御弹2协同对攻击弹拦截的过程中,目标和防御弹1采用式所示的协同拦截制导律飞行,防御弹2则跟踪防御弹1的弹目距离,最终实现和防御弹1同时拦截攻击弹。因此,当防御弹1与防御弹2距离攻击弹很近时,令防御弹2转为采用式所示的可实现落角约束的弹道成型制导律。......
2023-08-02
MPSP技术的目的:得到合适的控制历程Uk,使得在最后一步(k=N)时的输出YN趋近于理想的输出,YN→,同时付出的控制量最小。MPSP技术需要一个初始猜测控制量,然后根据末端误差来不断修正控制量,最后得到满足要求的控制量。式、式构成了约束条件下的静态规划问题。根据静态规划理论可得因此,在k=1,2,…,N-1时,更新后的控制变量为MPSP算法将动态优化问题转化为静态优化问题进行求解,使优化问题大大简化,计算效率大幅度提升。......
2023-08-02
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