本文關(guān)鍵詞：威脅聯(lián)網(wǎng)下多無人機(jī)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展,使得作戰(zhàn)方式逐步由平臺作戰(zhàn)擴(kuò)展到一體化、網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn),這種作戰(zhàn)模式下的現(xiàn)代防空系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)互通互聯(lián)、資源共享,形成了一個高度融合的一體化作戰(zhàn)體系,即所謂的威脅聯(lián)網(wǎng)。在此條件下,單架無人機(jī)平臺的作戰(zhàn)效能是極為有限的,多架無人機(jī)相互協(xié)作,共同執(zhí)行任務(wù)才能更好地發(fā)揮其作戰(zhàn)能力。因此,針對威脅聯(lián)網(wǎng)的作戰(zhàn)特性,研究與其針鋒相對的多無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃方法就顯得極為重要。首先,研究了威脅聯(lián)網(wǎng)的基本作戰(zhàn)原理和作戰(zhàn)特性,在此基礎(chǔ)上分析了威脅聯(lián)網(wǎng)的抗干擾、抗反輻射導(dǎo)彈攻擊特性,為威脅聯(lián)網(wǎng)下多無人機(jī)的作戰(zhàn)運(yùn)用提供了理論依據(jù)。分析了威脅聯(lián)網(wǎng)的信息交互機(jī)制,進(jìn)而建立組網(wǎng)探測概率模型和協(xié)同殺傷概率模型,最終建立威脅聯(lián)網(wǎng)下無人機(jī)突防概率模型。然后,研究了多機(jī)協(xié)同突防與攻擊任務(wù)規(guī)劃方法,以應(yīng)對威脅聯(lián)網(wǎng)的抗反輻射導(dǎo)彈攻擊特性。針對多機(jī)協(xié)同攻擊問題,建立了基于機(jī)間局部信息交換的分布式控制結(jié)構(gòu),設(shè)計了結(jié)合航跡規(guī)劃與軌跡控制的策略來實現(xiàn)同時到達(dá)。結(jié)合現(xiàn)有多種算法的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計了新的一致性算法,既能靈活地控制無人機(jī)的運(yùn)動,又能快速地實現(xiàn)無人機(jī)的任務(wù)協(xié)同。其次,研究了多機(jī)協(xié)同電子欺騙干擾任務(wù)規(guī)劃方法,以應(yīng)對威脅聯(lián)網(wǎng)的抗干擾特性。分析了威脅聯(lián)網(wǎng)對欺騙干擾的影響,設(shè)計了結(jié)合航跡欺騙和噪聲壓制的復(fù)合干擾方法,研究了其中的技術(shù)原理,并進(jìn)一步分析了復(fù)合干擾下的耦合關(guān)系,建立協(xié)同欺騙干擾最優(yōu)控制模型。最后,通過設(shè)置多組仿真驗證了本文多機(jī)協(xié)同攻擊算法的有效性,在有突發(fā)威脅的情況下,本文算法也能實現(xiàn)多機(jī)同時到達(dá)執(zhí)行協(xié)同攻擊任務(wù)。設(shè)置了單機(jī)欺騙單部雷達(dá)和多機(jī)欺騙多部雷達(dá)的不同情形,驗證了本文多機(jī)協(xié)同欺騙干擾算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：威脅聯(lián)網(wǎng) 無人作戰(zhàn)飛機(jī) 協(xié)同攻擊 一致性控制算法 欺騙干擾 最優(yōu)控制
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 威脅聯(lián)網(wǎng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 多無人機(jī)協(xié)同控制研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)13-15
• 1.3.1 論文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.3.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 威脅聯(lián)網(wǎng)分析與數(shù)學(xué)建模17-31
• 2.1 威脅聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)17-22
• 2.1.1 威脅聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概述17-18
• 2.1.2 威脅聯(lián)網(wǎng)的指揮控制體系結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.3 威脅聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)19-22
• 2.2 威脅聯(lián)網(wǎng)的作戰(zhàn)原理與特性22-24
• 2.2.1 威脅聯(lián)網(wǎng)的防空對抗過程22-23
• 2.2.2 威脅聯(lián)網(wǎng)的作戰(zhàn)特性23-24
• 2.3 威脅聯(lián)網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型24-29
• 2.3.1 威脅聯(lián)網(wǎng)的信息交互模型24-26
• 2.3.2 防空雷達(dá)組網(wǎng)探測模型26-27
• 2.3.3 防空導(dǎo)彈協(xié)同殺傷模型27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 多機(jī)協(xié)同突防與攻擊31-49
• 3.1 多無人機(jī)協(xié)同攻擊問題31-36
• 3.1.1 多機(jī)協(xié)同攻擊問題描述31-32
• 3.1.2 無人機(jī)運(yùn)動模型32-33
• 3.1.3 無人機(jī)RCS模型33-34
• 3.1.4 武器可發(fā)射區(qū)模型34-36
• 3.2 分布式求解方法36-39
• 3.2.1 多機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)系模型36-37
• 3.2.2 分布式控制結(jié)構(gòu)37-39
• 3.3 航跡規(guī)劃算法39-41
• 3.3.1 代價函數(shù)設(shè)計39-40
• 3.3.2 算法流程設(shè)計40-41
• 3.4 一致性控制算法41-46
• 3.4.1 基本一致性控制算法42-43
• 3.4.2 有虛擬Leader的一致性控制算法43-44
• 3.4.3 帶參快速一致性控制算法44-45
• 3.4.4 帶狀態(tài)觀測器的一致性控制算法45-46
• 3.5 分布式求解步驟46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第四章 多機(jī)協(xié)同電子欺騙干擾49-67
• 4.1 航跡欺騙概述49-51
• 4.1.1 假目標(biāo)航跡欺騙的優(yōu)勢49-50
• 4.1.2 航跡欺騙的技術(shù)要求50-51
• 4.1.3 威脅聯(lián)網(wǎng)對航跡欺騙的影響51
• 4.2 協(xié)同欺騙干擾的技術(shù)原理51-55
• 4.2.1 脈沖雷達(dá)的測距原理51-52
• 4.2.2 距離延遲技術(shù)52-53
• 4.2.3 噪聲壓制干擾53-54
• 4.2.4 基于航跡欺騙的復(fù)合干擾原理54-55
• 4.3 協(xié)同欺騙干擾的數(shù)學(xué)模型55-64
• 4.3.1 單機(jī)欺騙單部雷達(dá)55-58
• 4.3.2 多機(jī)協(xié)同欺騙多部雷達(dá)58-59
• 4.3.3 小型干擾機(jī)復(fù)合壓制干擾59-61
• 4.3.4 最優(yōu)控制問題模型61-63
• 4.3.5 梯度法求解步驟63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-67
• 第五章 仿真與分析67-79
• 5.1 多機(jī)協(xié)同攻擊仿真實驗67-75
• 5.1.1 仿真參數(shù)設(shè)置67-68
• 5.1.2 航跡規(guī)劃仿真結(jié)果68-69
• 5.1.3 軌跡控制仿真結(jié)果69-75
• 5.2 多機(jī)協(xié)同欺騙干擾仿真實驗75-79
• 5.2.1 仿真參數(shù)設(shè)置75
• 5.2.2 單機(jī)欺騙單機(jī)壓制仿真結(jié)果75-77
• 5.2.3 多機(jī)協(xié)同復(fù)合干擾仿真結(jié)果77-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 全文總結(jié)79-80
• 6.2 工作展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明85-87
• 致謝87-88

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