隨著美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的日益完善,考慮到日益復(fù)雜的空間作戰(zhàn)環(huán)境,各國之間彈道導(dǎo)彈的攻防對抗問題已經(jīng)進入一個白熱化的階段。本文以三體攻防對抗為研究對象,結(jié)合動態(tài)博弈論,提出了一種基于微分對策的導(dǎo)彈主動防御策略。為了保護目標導(dǎo)彈遠離敵方導(dǎo)彈防御系統(tǒng)發(fā)射的攻擊導(dǎo)彈威脅,在不影響自身制導(dǎo)律的前提下,目標導(dǎo)彈機動躲避的同時,發(fā)射一個防御導(dǎo)彈去攔截攻擊導(dǎo)彈來保護自身的安全,而這三個導(dǎo)彈之間的合作對抗過程,就是一個動態(tài)的博弈過程,為了分析這個問題,我們假設(shè)各導(dǎo)彈沒有飽和限制,并且利用理想的動力學(xué)進行建模分析,并且各導(dǎo)彈之間能夠全完獲取其他導(dǎo)彈的信息。基于以上假設(shè),本文主要開展了以下的研究工作:首先,建立三體運動學(xué)和動力學(xué)模型。在不需要知道導(dǎo)彈制導(dǎo)律的情況下,利用任意階動力學(xué)模型去描述導(dǎo)彈的飛行,根據(jù)相應(yīng)的幾何關(guān)系和運動學(xué)關(guān)系,推導(dǎo)出時變的非線性運動學(xué)模型,選擇合適的狀態(tài)變量,將其轉(zhuǎn)換成狀態(tài)空間方程的形式。其次,推導(dǎo)導(dǎo)彈最優(yōu)合作策略,并對策略解進行分析。推導(dǎo)了目標導(dǎo)彈和攻擊導(dǎo)彈一對一的傳統(tǒng)線性二次型微分對策模型解,以及目標導(dǎo)彈發(fā)射防御導(dǎo)彈的兩隊三體線性二次型微分對策模型解,并對模型解進行了分析。然后,對比傳統(tǒng)的一對一微分對策和三體合作的微分對策。以推導(dǎo)的微分對策解為基礎(chǔ),對兩種微分對策模型進行仿真分析,在飛行軌跡、過載、零控脫靶量和能量消耗等指標上,對其進行對比分析。最后,研究這種基于微分對策的主動防御技術(shù)的影響因素。在實際的作戰(zhàn)背景中,導(dǎo)彈飛行特性以及信息共享程度會受到很多因素的影響,所以通過具體的實戰(zhàn)情景仿真,分析不同影響因素對這種合作策略的影響,如:導(dǎo)彈的機動能力、信息共享的程度和目標協(xié)作機動程度等。通過以上的研究工作,我們發(fā)現(xiàn)這種基于微分對策的導(dǎo)彈主動防御策略有大的優(yōu)勢,可以自主選擇攔截時間,并減少對目標機動的需求,通過參數(shù)控制,可以選擇最優(yōu)的制導(dǎo)策略,提高容錯率等。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ765.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 彈道導(dǎo)彈突防技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 彈道導(dǎo)彈突防技術(shù)
        1.2.2 多彈協(xié)同攔截技術(shù)
    1.3 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 導(dǎo)彈主動防御問題的數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 基本坐標及坐標變換
        2.2.1 基本坐標系
        2.2.2 坐標系轉(zhuǎn)換
    2.3 動力學(xué)及相對運動模型
        2.3.1 兩體問題動力學(xué)模型及相對運動關(guān)系
        2.3.2 三體問題非線性動力學(xué)及運動學(xué)模型
        2.3.3 線性化運動學(xué)方程
    2.4 對策數(shù)學(xué)模型
        2.4.1 末端攔截時間
        2.4.2 零控脫靶量
        2.4.3 二次型目標函數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 線性二次型微分對策制導(dǎo)策略
    3.1 引言
    3.2 微分對策最優(yōu)控制解
    3.3 線性二次型微分對策制導(dǎo)策略
        3.3.1 一對一的線性二次型微分對策制導(dǎo)
        3.3.2 合作的線性二次型微分對策制導(dǎo)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 主動防御的合作微分對策制導(dǎo)
    4.1 引言
    4.2 零滯后動力學(xué)數(shù)學(xué)模型
    4.3 不同情景下的微分對策制導(dǎo)策略
        4.3.1 信息共享的協(xié)同微分對策制導(dǎo)策略
        4.3.2 目標機動協(xié)同微分制導(dǎo)策略
        4.3.3 不同防御彈機動能力下的合作微分對策制導(dǎo)
    4.4 比例導(dǎo)引和合作微分對策制導(dǎo)策略對比
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


本文編號：2866319