无人机规避或跟踪空中目标的自适应运动导引方法

无人机规避或跟踪空中目标可以看作是一个非线性运动导引控制问题。针对这类任务中无人机和目标存在高机动性、高时敏性等特点,提出了一种基于Lyapunov稳定性理论的无人机规避或跟踪目标运动导引方法。构建了基于精细时间运动导引方法的无人机规避或跟踪空中目标问题求解框架,并将无人机碰撞规避和机动目标跟踪问题分别转化为到达虚拟目标点和与虚拟目标点交会的问题。针对碰撞规避问题,将其转化为实现平行导引的控制问题,基于Lyapunov稳定性理论设计了无人机碰撞规避导引律。针对机动目标跟踪问题,在碰撞规避基础上,根据目标点交会的要求设计了相应的目标跟踪导引律。在Gazebo平台上开展了仿真验证实验,实验结果表明:所提方法能够有效避免大过载情况的出现,并具有较强的时变和参数适应性。     

近距格斗规避方式研究

空中格斗过程中,当歼击机处于有利位置时,飞行员应操纵歼击机进行机动飞行以便能采用一定的攻击方式攻击目标飞机,当飞行员判断出空战态势对其不利时,往往采用一定的规避机动方法躲避敌机的跟踪和攻击。文中重点阐述了歼击机在空对空格斗状态下常用的几种规避机动方式:逃逸法、保持航向正切法和终端消极偏差法,给出了其定义,分析了其主要的运动特征,并对规避路线运动学方程及边界等运动特性进行了一定的研究。     

潜艇反潜的搜索效能分析与仿真

在进行反潜作战仿真时 ,建立潜艇对潜搜索效率模型是十分重要的。本文分两种情况 (我潜艇发现目标的距离大于目标开始规避我潜艇的距离、我潜艇发现目标的距离小于等于目标开始规避我潜艇的距离 ) ,建立了潜艇对潜搜索效率模型。     

考虑空间几何关系的反交会规避机动方法

针对具有自主接近能力的航天器开展反交会规避机动方法研究。建立仅测角相对导航模型,对完全不可观测机动进行定义,基于空间几何关系推导并证明了完全不可观测机动是不存在的。以施加规避机动后追踪器对逃逸器的测量值与未机动时的差异为优化目标,利用矢量乘积原理设计目标函数,建立优化模型并对变量约束进行分析,随后采用遗传算法对最优规避机动方向进行优化。给出的仿真算例结果表明:提出的规避机动方向计算方法能够使目标函数值达到最小,从而提升追踪器对逃逸器的状态估计难度,降低其估计精度。这为规避机动问题研究提供了一种新的视角,可为以主动接近航天器为新对象进行的规避研究提供有益借鉴。     

基于引导通过作战的水雷规避问题

在遭遇水雷目标时,水面舰艇需按一定航线进行规避,如何制定规避航线、计算规避区域的安全通过概率,对舰船航渡过程中的安全性至关重要。针对此问题,根据猎雷具声纳探测区域的分布特点,通过计算不同规避航线的规避区域面积,解算出舰船规避单枚水雷目标的安全概率,为建立反水雷雷区穿越模型提供了基础。     

基于空间几何关系的反交会规避机动方法研究

针对具有自主接近能力的航天器开展了反交会规避机动方法研究。首先，建立了仅测角相对导航模型，对完全不可观测机动进行定义，基于空间几何关系推导并证明了完全不可观测机动是不存在的。随后，以施加规避机动后追踪器对逃逸器的测量值与未机动时的差异为优化目标，利用矢量乘积原理设计目标函数，建立优化模型并对变量约束进行分析，随后采用遗传算法对最优规避机动方向进行优化。给出的仿真算例结果表明，提出的规避机动方向计算方法能够使目标函数值达到最小，从而提升追踪器对逃逸器的状态估计难度，降低其估计精度。本文方法为规避机动问题研究提供了一种新的视角，可为以主动接近航天器这类新对象进行的规避研究提供有益借鉴。     

用PC机评估导弹制导控制系统

在一台装有Windows/C/C 的PC机上,开发用于对导弹制导控制系统进行评估的程序,该程序仿真一个高性能的导弹追击一个规避的目标。该仿真包括实际导弹及其传动装置的动态特性、自动驾驶仪、几种导弹制导法则、导弹引导头/导航系统模型、各种目标模型,和几种积分方法。仿真导弹—目标截击过程,并用C/C 编程语言将其以图形方式显示出来。由于C/C 提供了面向对象的结构、速度、可维性、容易查错的优点,使该仿真较之以前的研究有相当大的改进。程序由三大模块所组成:程序—用户接口、仿真、和图形显示模块。运行各种仿真以说明其程序评估导弹制导控制系统的实用性。     

基于反水雷导航作战的舰船规避区域研究

在遭遇水雷目标时,水面舰艇需按一定航线进行规避,如何制定规避航线、计算规避区域,对舰船航渡过程中的安全性至关重要。文章通过计算水雷危险圆半径,结合舰船机动性能特点,提出了规避线路和规避区域的解算方法,并根据舰船实际旋回曲线,对计算结果进行了修正,完善了解算模型。     

航天器在轨防碰撞自主规避策略

论文提出了航天器与空间目标距离较近时的自主规避策略。分析了航天器与目标的相对运动模型,将相对运动分解为视线瞬时旋转平面内的运动与该平面的转动。对视线瞬时平面内的运动进行了分析,推导了航天器的最佳规避方向。探讨了在三维惯性空间中该方向的确定方法。通过仿真分析,对比了航天器具有不同规避加速度和不同探测距离时,通过机动所得脱靶量的大小,验证了航天器近距离自主规避策略的有效性。     

舰艇规避敌反舰导弹袭击最佳机动航向的仿真分析

利用舰艇机动和反舰导弹搜索目标的原理,建立并仿真了规避反舰导弹机动航向的数学模型;得到了不同条件下舰艇规避敌反舰导弹的最佳机动航向和有价值的结论.     

Cooperative interception with fast multiple model adaptive estimation

For the case that two pursuers intercept an evasive target, the cooperative strategies and state estimation methods taken by pursuers can seriously affect the guidance accuracy for the target, which performs a bang For the case that two pursuers intercept an evasive target, the cooperative strategies and state estimation methods taken by pursuers can seriously affect the guidance accuracy for the target, which performs a bang-bang evasive maneuver with a random switching time. Combined Fast multiple model adaptive estimation (Fast MMAE) algorithm, the cooperative guidance law takes detection configuration affecting the accuracy of interception into consideration. Introduced the detection error model related to the line-of-sight (LOS) separation angle of two interceptors, an optimal cooperative guidance law solving the optimization problem is designed to modulate the LOS separation angle to reduce the estimation error and improve the interception performance. Due to the uncertainty of the target bang-bang maneuver switching time and the effective fitting of its multi-modal motion, Fast MMAE is introduced to identify its maneuver switching time and estimate the acceleration of the target to track and intercept the target accurately. The designed cooperative optimal guidance law with Fast MMAE has better estimation ability and interception performance than the traditional guidance law and estimation method via Monte Carlo simulation.     

对机动突防反舰导弹的防御

建立了舰空导弹反导拦截模型和反舰导弹“蛇行机动”突防弹道模型,通过攻防对抗仿真的方法研究了舰空导弹对末端机动突防反舰导弹的防御问题,提出了对舰空导弹未来发展的建议.     

潜艇使用自航式声诱饵防御声自导鱼雷模型研究

针对潜艇如何使用自航式声诱饵防御声自导鱼雷,分析了自航式声诱饵的初始航向范围,并建立了相应的防御模型.然后采用线性规划方法,求取最优的潜艇规避角度和诱饵航向.最后时典型态势进行仿真计算,结果表明,采用该方法得出的结果与实际作战基本符合,从而验证了模型的正确性.     

导弹最优突防机动方式研究

将导弹的突防-拦截问题简化到某一平面上,基于此问题的非线性模型,确定了以突防导弹侧向机动为输入,拦截导弹脱靶量为输出的非线性状态方程.针对所研究问题的最优控制类型,构造了系统的Hamilton函数,并通过极大值原理,研究了在平面内导弹机动能力一定的情况下最优规避机动方式.对于简化后的系统线性模型,以机动方式的基波分量为输入,用伴随系统分析方法,通过拦截导弹脱靶量的稳态解,计算了最优的机动频率.     

To catch an intruder: Part A—uncluttered scenario

We analyze an interdiction scenario where an interceptor attempts to catch an intruder as the intruder moves through the area of interest. A motivating example is the detection and interdiction of drug smuggling vessels in the Eastern Pacific and Caribbean. We study two models in this article. The first considers a nonstrategic target that moves through the area without taking evasive action to avoid the interdictor. We determine the optimal location the interceptor should position itself to best respond when a target arrives. The second model analyzes the strategic interaction between the interceptor and intruder using a Blotto approach. The intruder chooses a route to travel on and the interceptor chooses a route to patrol. We model the interaction as a two‐player game with a bilinear payoff function. We compute the optimal strategy for both players and examine several extensions. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 64: 29–40, 2017     

集中式组网雷达假目标干扰建模

针对集中式组网雷达数据处理算法的薄弱环节,通过对集中式组网雷达假目标干扰问题的研究,建立了密集假目标干扰、航迹扰乱干扰和航迹欺骗干扰三类假目标干扰模型。首先介绍了集中式组网雷达的数据处理算法,分析了这种算法对于假目标干扰的薄弱环节,针对薄弱环节提出了上述三种假目标干扰类型。然后给出了这三种类型假目标干扰的概念、产生方法、数学模型和运用方式;最后分析了组网雷达的抗干扰措施对于假目标干扰的影响。     

基于主成分分析的战场目标选择模型

针对战场目标数量众多、信息复杂的特点,运用主成分分析理论探讨了战场目标选择问题.分析了战场目标的组成.确立了目标重要性评价指标体系,建立了战场目标重要性评估模型.对某作战想定t时刻战场目标的重要性进行了综合评估,得到了战场目标排列顺序.该模型克服了指标权重选择上主观因素的影响,便于计算机编程迅速实现,较好地满足了指挥员快速准确把握打击重心,确立打击次序的需求.     

钢管约束混凝土抗侵彻性能试验

进行了12.7mm穿甲枪弹侵彻钢管约束混凝土和PVC管约束混凝土厚靶试验,建立了硬芯枪弹侵彻深度公式,研究了钢管约束混凝土的抗侵彻性能。结果表明:钢管约束混凝土靶的破坏模式与无约束混凝土靶存在显著不同,其核心混凝土侧面出现了环向裂纹;相对于无约束混凝土靶,钢管约束混凝土靶的抗侵彻能力明显提高,并具有较强的抗多发打击能力。     

假目标配置数量模型及其效费比分析

在现代战争中,示假伪装的地位越来越重要。引入了真假目标的发现识别概率的指数分布模型,综合考虑作战时间、真假目标价格比等因素,确定战场生存能力和配置假目标成本两个目标函数,并以最小加权偏差法确定两者权重,建立基于多目标决策的假目标配置数量模型。最后结合实际问题,将各参数条件带入模型计算出假目标的最佳配置数量,同时利用假目标的效费比模型进行检验分析,从而为战时假目标配置数量的确定提供参考依据。