基于非线性最优反馈控制的远程拦截闭环制导

利用非线性最优反馈控制和伪谱轨迹快速重构技术,设计了一种有限推力空间远程拦截自适应闭环制导方法。首先建立了有限推力远程拦截最优制导问题模型,并给出了适用于该问题的非线性最优反馈控制求解原理。然后,将空间变轨动力学模型特点和伪谱法相结合,设计了基于状态量缩减的计算效率改进策略以提高轨迹优化的实时性。基于改进伪谱法进行连续轨迹快速重构,利用开环最优解形成闭环反馈,从而保证制导指令的实时更新,并通过引入控制逻辑对制导算法进行改进。时间最短远程拦截仿真表明,该闭环制导方法在保证任务指标最优性的同时,可以有效抑制J2摄动和计算误差的影响,具有较高的制导精度、自适应性和鲁棒性。     

利用实际飞行数据插值的INS/GNSS组合导航仿真轨迹发生器

针对INS/GNSS组合导航仿真中捷联惯导系统陀螺、加速度计信号高精度模拟问题,提出基于实际飞行数据插值的动态轨迹解析生成仿真算法。对转换到地心惯性坐标系中的载体姿态、位置和重力场数据进行关于时间的样条函数插值,得到载体坐标系下陀螺角速率、角增量以及加速度计比力积分增量的高精度分段解析表达式。使生成的陀螺、加速度计信号符合载体运动学和动力学特性,反映杆臂效应影响,同时与经事后处理的实测GNSS伪距、伪距率等数据特征保持一致。提出四元数约束插值算法,其可满足四元数解析插值时范数为1的约束限制条件。基于某实际无人机飞行数据,验证了所提算法的有效性,其完全满足组合导航动态仿真精度要求。该算法也适用于其他高精度高动态导航系统和刚体运动控制仿真中的角运动、线运动传感器信号模拟。     

Optimal motion planning in rapid‐fire combat situations with attacker uncertainty

This article provides a modeling framework for quantifying cost and optimizing motion plans in combat situations with rapid weapon fire, multiple agents, and attacker uncertainty characterized by uncertain parameters. Recent developments in numerical optimal control enable the efficient computation of numerical solutions for optimization problems with multiple agents, nonlinear dynamics, and a broad class of objectives. This facilitates the application of more realistic, equipment‐based combat models, which track both more realistic models, which track both agent motion and dynamic equipment capabilities. We present such a framework, along with a described algorithm for finding numerical solutions, and a numerical example.     

一种武器-目标分配模型及求解算法

武器-目标分配是拟制作战计划的一项重要内容,是合理运用现有武器系统,充分发挥其作战效能的关键.依据火力分配的基本要素,针对多种武器对多个目标的分配问题,运用一种基于模糊优选技术的多目标混合优化理论,建立了武器-目标最佳分配模型,然后用遗传算法来求解,并在计算机条件下对求解的效果进行了检验.     

An eikonal equation based path planning method using polygon decomposition and curve evolution

Path planning is a key technique of autonomous navigation for robots, and the velocity field is an important part. Constructing velocity field in a complex workspace is still challenging. In this paper, an inner normal guided segmentation algorithm in a complex polygon is proposed to decompose the complex workspace in this paper. The artificial potential field model based on probability theory is then used to calculate the potential field of the decomposed workspace, and the velocity field is obtained by utilizing the potential field of this workspace. Path optimization is implemented by curve evolution, during which the internal force generated in the smoothing process of the initial path by a mean filter and the external force is obtained from the gradient of the workspace potential field. The parameter selection principle is deduced by analyzing the influence of several parameters on the path length and smoothness. Simulation results show that the designed polygon decomposition algorithm can effectively segment complex workspace and that the path optimization algorithm can shorten and smoothen paths.     

拦截弹推进及弹道参数的模糊优化研究

在拦截弹推进系统和弹道参数的设计中 ,引入多目标多约束的模糊优化方法 ,在约束条件一定的情况下 ,合理选择和分配几个重要的设计变量 ,使得拦截弹的总质量最小、拦截时间最短。     

恒速航行原理的数学证明与分析

提出并证明了船舶经济航行的基本原理———恒速航行原理 .先将实际船舶航行中最经济航行的航速选择这个一般性问题抽象成纯数学问题 :在规定的时间内从A地航行到B地 ,如何选择航速以使推进系统总耗功最省 ;然后在数学上证明恒速航行原理 ,即恒速航行是船舶经济航行唯一的选择 ;最后 ,将该原理推广到其它交通手段 ,如车辆行驶和飞机飞行     

防空导弹弹道跟踪制导规律研究

根据李亚普诺夫稳定性原理,利用基准优化弹道参数构造滑动面,提出了一种新的弹道跟踪制导规律。对跟踪制导规律的数学原理进行了描述,给出了详细的推导过程和二维平面弹道仿真数学模型及仿真结果。结果表明所提出的弹道跟踪制导规律能使导弹快速跟踪基准优化弹道。     

基于多方法协作优化方法的非壅塞式固体火箭冲压发动机导弹一体化优化设计

固体火箭冲压发动机和导弹性能相互之间紧密耦合。从导弹总体方案设计阶段引入一体化设计思想,能充分发挥和协调好固体火箭冲压发动机和导弹的性能,提高了导弹的总体设计水平。采用基于遗传算法、Powell法和模式搜索法的多方法协作优化方法进行了以非壅塞式固体火箭冲压发动机为动力的导弹总体一体化优化设计。算例表明,采用该多方法协作优化方法进行一体化优化设计,可以协调导弹的总体参数,提高导弹的总体性能。     

多部雷达的目标定位问题研究

现代空袭环境越来越复杂,一般部署多部雷达进行空情搜索。研究了多部雷达的目标定位问题,探讨了使残差的平方和为最小、使残差的最大绝对值为最小和使残差的绝对值之和为最小三个准则,并给出了相应的数学模型,用Matlab优化工具箱进行了计算。