多飞行器协同作战目标分配及再入制导方法研究

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多飞行器协同作战问题是目前各国军事研究的重点之一。多飞行器协同作战可以最大限度对资源进行有效利用,发挥飞行器集群作战优势,增强飞行器的作战性能,有助于提高整体军事作战能力。然而,多飞行器协同攻击多目标问题在目标分配及再入协同制导方面仍存在难点,因此本文针对这些问题主要展开以下的研究工作:对协同作战的目标分配方法进行了研究。首先通过考虑敌方目标价值及我方飞行器对敌方目标的损毁概率,以对敌造成最大化伤害为作战目标,建立了一种静态目标分配模型。然后设计了一种离散天牛群算法对目标分配模型进行求解。最后通过仿真与其他算法进行了对比,结果验证了离散天牛群算法求解目标分配问题的有效性和优越性。对单飞行器标准轨迹跟踪制导方法进行了研究。首先,通过分析再入过程中飞行器的过程约束,得到了再入走廊。接下来对飞行器在再入段的轨迹进行了规划,在再入走廊内采用了包含末端航迹倾角约束的三段式H-V剖面设计了平衡滑翔段内的纵向参考轨迹。然后设计了基于滑模扰动观测器的反步法跟踪制导律,对之前设计的H-V剖面进行跟踪制导。最后,通过仿真验证了该制导律的有效性及鲁棒性。对多飞行器时间协同再入制导方法进行了研究。首先设计了一种两参数可调的改进H-V剖面,可以通过改变两个参数实现同时调整时间及航程的目的。然后以此为基础设计了基于预测校正的时间约束再入制导方法,该方法在制导过程中考虑航程、时间双约束条件,采用了预测校正方法对参考轨迹进行实时调整,然后再由跟踪制导律对新的参考轨迹进行制导跟踪,使飞行器能够在给定时间到达规定末端点。此外,设计了多飞行器时间协同策略,结合时间约束制导律实现了多飞行器再入的时间协同。最后通过仿真验证了本章设计的多飞行器时间协同再入制导方法的有效性和鲁棒性。
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