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问题描述:
关键词: 高超声速再入滑翔飞行器 协同制导 元学习 强化学习 近端策略优化
摘要: 针对高超声速再入滑翔飞行器在复杂环境中以指定角度同时命中目标的协同制导问题,提出一种基于元学习和强化学习算法的协同制导律。考虑复杂作战环境的干扰,建立协同制导问题的马尔可夫决策模型,以飞行器运动状态和比例导引系数作为状态空间和动作空间,综合考虑多飞行器攻击目标的相对距离、剩余飞行时间差以及过载情况设计奖励函数。基于元学习理论和强化学习算法将近端策略优化算法与门控循环单元相结合,通过学习相似协同制导任务的共同特征,提高协同制导策略在复杂干扰环境下的命中精度,实现攻击角度和攻击时间约束,同时提升协同制导策略对不同作战场景的适应性。仿真结果表明:该协同制导律能够在复杂战场环境下实现多飞行器以指定攻击角度对目标的同时攻击,并快速适应新的协同制导任务,在协同作战场景发生变化时仍能保持良好性能。
关键词: 组合导航 非连续定位 高超声速飞行器
摘要: 高超声速飞行器主要采用卫导与惯导组合制导的方式进行导航定位,在导航战环境下飞行器因敌方电子干扰或飞行器飞行姿态变化,导致卫星信号间断或出现定位非连续的现象,对高超声速飞行器最终的制导精度产生重大影响。针对该问题,设计并实现了卡尔曼滤波组合制导方式与惯导不定时修正的重调式组合制导方式,对算法原理及实现方法做了介绍,并采用蒙特卡洛统计分析方法进行了仿真对比研究,对两种方式的性能特点和作用机理进行了分析。结果表明,惯导的不定时修正可将高超声速飞行器的制导精度从300m量级降低到20m~40m量级,且相对于重调式组合制导方式的纯位置速度修正方法,进行不定时姿态修正的滤波式组合制导方式具有更高的制导精度。由此说明,卫导非连续定位情况下对惯导的不定时修正仍然可有效提升高超声速飞行器的制导精度。
关键词: 飞行器突防博弈对抗 近端策略优化 拦截器探测能力限制 深度强化学习 突防制导一体化
摘要: 随着防空反导拦截技术和装备的发展,进攻飞行器面临被防御武器拦截导致的战场生存率低、效能差等问题。针对拦截器拦截场景下的飞行器智能攻防博弈对抗问题,研究提出了一种考虑拦截器探测能力限制的飞行器智能机动突防制导策略。首先定义了拦截器视线角和探测范围,并利用拦截器与进攻飞行器之间的相对运动关系来描述攻防双方对抗态势的演变,进而基于深度强化学习原理设计了近端策略优化制导方法,构建了引导飞行器主动摆脱拦截器探测的马尔可夫决策链,并进一步优化飞行器奖励函数设计方法实现对目标的精确打击。在此基础上,通过引入信任动作探索技术来解决智能算法收敛慢的问题。仿真结果表明,智能机动突防制导策略赋予了飞行器自主学习优化属性,可以通过主动规避机动增加拦截器的探测难度,最终突破拦截器的探测能力极限实现突防逃逸。相比于传统PN-sin突防制导方法,本文研究提出的突防制导策略能够在攻防双方非对称机动能力场景下保持更高的突防成功率。
关键词: 远程制导火箭 代理模型 多学科优化设计 序列近似优化
摘要: 为提高远程制导火箭的性能和设计效率,建立了远程制导火箭多学科参数化模型,实现制导火箭高精度性能仿真。提出了基于改进增广径向基的序列近似优化方法,通过各向异性技术提高增广径向基模型的泛化能力,采用递归演化实验设计和快速交叉验证提高近似建模效率,并应用非精确搜索策略进行序列采样,结合算例验证了所提出方法的有效性。开展了远程制导火箭序列近似优化设计,在满足设计约束的前提下,最大射程相较优化前提高了16.7%。
关键词: 协同制导 分层拦截 目标分配 制导律
摘要: 针对面向高价值机动目标拦截问题,为保证目标拦截成功率,提出一种基于目标分配的多弹协同分层多点制导拦截方案,并根据该方案分别设计出各拦截层的目标分配方案和多弹协同拦截制导律。首先,引入目标重要性评估准则,基于改进匈牙利算法提出一种目标分配方案,并对该方案的可行性进行仿真。其次,基于比例导引思想,提出一种带有终端角度约束的多弹协同滑模制导律,并通过数值仿真验证了所提制导律的有效性。通过仿真分析,证明该协同制导拦截方案的可行性和有效性。
关键词: 制导 机动目标 攻击时间控制 预设性能 固定时间收敛
摘要: 针对飞行器指定攻击时间命中机动目标问题,提出一种自适应预设性能攻击时间控制制导方法.考虑到误差收敛时间对攻击时间控制制导律命中时间精度的影响,给出一种具备固定时间收敛特性的性能包络函数,提出可固定时间收敛的预设性能制导律,并分析性能函数参数选取与初始加速度变化之间的关系.通过对性能函数参数的设置,可结合飞行器自身机动能力实现对攻击时间误差瞬态性能和稳态性能的调节,并使得攻击时间误差在攻击时间指令前收敛至性能函数包络范围内.仿真结果验证了所提出制导方法的有效性和正确性.
关键词: 协同拦截 最优制导 机动目标 时变速度 信息共享
摘要: 针对不完善信息下的空空导弹末制导阶段的滤波器和制导律设计,本文提出了一种适用于导弹和目标速度时变、满足终端相对拦截角度约束、协同导弹之间信息共享模式下的协同最优制导方法。该方法推导了恒定轴向加速度条件下的变速协同最优制导律(VSCOGL)解析解,在此基础上,考虑协同导弹之间的信息交互,采用交互式多模型卡尔曼滤波算法(IMM-KF)估计状态变量。与现有方法相比,该协同制导方法同时考虑了时变速度和信息共享等因素,能够适应空中战场拦截逃逸机动目标的现实需求。仿真结果表明,与常速模型和信息不共享模式相比较,采用该协同制导方法的导弹,能够获得更低的脱靶量和相对拦截角误差。对脱靶量的分析结果表明,采用本文提出的方法,能提高对机动目标的估计精度,增强协同导弹对机动目标的可观测性。
关键词: 目标加速度估计 有限时间收敛 滑模控制 视线角约束 制导律
摘要: 针对防空导弹拦截高速机动目标的难题,提出了一种考虑终端视线角约束的三维末制导律。基于三维弹目相对运动模型,建立了目标加速度自适应估计模型,该模型实现了对弹目视线角速度的有效跟踪和目标加速度的高精度估计。进一步,建立了终端视线角约束从地面坐标系至弹体坐标系的转换关系,并结合滑模变结构控制与有限时间收敛理论,设计了一种能够直接应用导引头测量信息的末制导律,通过推导证明了制导系统状态量的稳定性和有限时间收敛性。数字仿真验证结果表明,该末制导律不仅有效将视线角控制至期望值,还显著地将平均脱靶量缩减至1米以内。相较于传统的偏置比例导引律显著减小了末端需用过载,提升了导弹的制导精度。此外,该制导律直接利用导引头测量信息,有助于简化制导系统的复杂度,对防空导弹制导技术的研究具有重要的参考和应用价值。
关键词: 急救医疗服务 病人转送 救护飞机 5G 北斗卫星导航系统
摘要: 1例90岁女性患者因“胸闷气促2周,发热伴少尿3 d”经医疗直升机从广东省普宁市转运至深圳大学总医院治疗。全程稳定使用5G通信技术,将机载监护仪的数据传输至医院远程医疗系统,确保地面专家实时了解患者症状和生命体征并对机组医护人员进行指导。同时,北斗卫星导航系统精准追踪直升机的全程路线。将5G+北斗卫星导航系统同时应用于直升机上的航空医疗救援模式可较好实现信息双向传递,优化急救流程并缩短转运时间,有望提高救援率和患者生存率。
关键词: 激光半主动制导 光电对抗 编码技术 波门选通
摘要: 随着激光有源干扰技术的不断发展,激光半主动制导武器攻击精度受到严重影响,编码技术和波门选通技术等是常用的、有效的抗干扰措施。为了增大激光有源干扰难度,选通波门的宽度尽可能窄,而受到激光脉冲触发控制精度、运动物体的多普勒频移等因素的影响,选通波门的宽度不可能无限小。通过分析各因素的影响,得出理想的选通波门宽度取值范围。