針對(duì)多飛行器協(xié)同攻擊艦船等低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的問(wèn)題,首先基于固定時(shí)間收斂控制理論設(shè)計(jì)攻擊靜止目標(biāo)的攻擊時(shí)間控制制導(dǎo)律,在此基礎(chǔ)上,將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)引起的剩余飛行時(shí)間動(dòng)態(tài)變化項(xiàng)視為擾動(dòng),利用線(xiàn)性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)其估計(jì)并補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的攻擊時(shí)間控制。進(jìn)一步考慮戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中飛行器網(wǎng)絡(luò)的有向通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),利用多智能體固定時(shí)間一致性方法設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)-跟隨策略下的協(xié)同制導(dǎo)律。最后利用仿真試驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)協(xié)同制導(dǎo)律的有效性。 

【文章來(lái)源】：戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2020,(06)北大核心

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多飛行器協(xié)同攻擊示意圖表2多飛行器協(xié)同制導(dǎo)初始條件

戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)2020年第6期TacticalMissileTechnology圖1二維平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)示意圖1引言隨著飛行器控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及人工智能技術(shù)的發(fā)展，多飛行器集群智能化協(xié)同作戰(zhàn)產(chǎn)生的技術(shù)變革越來(lái)越明顯［1］。相比單個(gè)飛行器，由于多飛行器協(xié)同具備信息共享、低成本、高命中率等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的關(guān)注。齊射攻擊是最經(jīng)典的一種協(xié)同作戰(zhàn)形式。目前的研究一般通過(guò)兩種途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)攻擊時(shí)間的調(diào)節(jié)。一種是單獨(dú)控制每一個(gè)飛行器成員的攻擊時(shí)間，另一種是通過(guò)信息共享協(xié)調(diào)所有飛行器的攻擊時(shí)間。兩種方法均具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)單個(gè)飛行器的攻擊時(shí)間控制，已經(jīng)有了諸如偏置比例導(dǎo)引律、非線(xiàn)性控制制導(dǎo)律、幾何制導(dǎo)律等研究成果［2］。文獻(xiàn)［3］較早開(kāi)展對(duì)攻擊時(shí)間控制研究，應(yīng)用最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)了攻擊時(shí)間可控制導(dǎo)律(ITCG)。文獻(xiàn)［4］考慮了大前置角的情形，放寬了初始發(fā)射條件。文獻(xiàn)［5］考慮無(wú)動(dòng)力飛行器在速度時(shí)變情況下的同時(shí)攻擊問(wèn)題，提出基于非線(xiàn)性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的分布式時(shí)間協(xié)同三維制導(dǎo)方法。在針對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，由于目標(biāo)速度比較低，通常采用預(yù)測(cè)命中點(diǎn)法將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為靜止目標(biāo)［6］。當(dāng)彈目相對(duì)距離較小的時(shí)候，由于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的視線(xiàn)變化比較明顯，容易引起指令的劇烈變化甚至震蕩�；陬A(yù)測(cè)命中點(diǎn)的方法則需要提前獲知目標(biāo)的速度以及航向，并且需要進(jìn)一步處理實(shí)時(shí)測(cè)量信息后才可被用于針對(duì)預(yù)測(cè)命中點(diǎn)的攻擊。因此需要研究可以實(shí)時(shí)針對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的攻擊時(shí)間控制制導(dǎo)律。文獻(xiàn)［5］采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器突破了對(duì)飛行器速度為常值的限制，受此啟發(fā)，本文采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器來(lái)估計(jì)系統(tǒng)中的擾動(dòng)信?

戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)TacticalMissileTechnology2020年第6期圖2ITCG飛行器軌跡圖圖3ITCG法向加速度變化曲線(xiàn)圖4使用制導(dǎo)律式(7)下的飛行器軌跡圖的勻速目標(biāo)兩種情況。選取文獻(xiàn)［3］推導(dǎo)的ITCG進(jìn)行對(duì)比分析。三種制導(dǎo)律的仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1，飛行器軌跡圖和指令變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖2～圖7。從表1中可以看出，在針對(duì)靜止目標(biāo)時(shí)，三種制導(dǎo)方法對(duì)攻擊時(shí)間和脫靶距離的控制都具有較好效果，ITCG在攻擊時(shí)間和脫靶量的表現(xiàn)均良好。相比較之下，雖然運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度較低，但對(duì)其攻擊的效果較差，攻擊時(shí)間誤差達(dá)到了1s。表1仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)表制導(dǎo)律設(shè)定攻擊時(shí)間/s靜止目標(biāo)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)際攻擊時(shí)間/s脫靶距離/m實(shí)際攻擊時(shí)間/s脫靶距離/mITCG5050049．98119．2121001000100．051．17式(7)50500．52950．16000．9361001000．413101．010．006式(13)50501．04750．160．25310099．970．435101．020．627圖2和圖3分別為采用ITCG攻擊目標(biāo)的飛行軌跡和指令變化曲線(xiàn)。由于低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在距離飛行器較遠(yuǎn)時(shí)，視線(xiàn)角速率變化不大，因此使用ITCG攻擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的前半部分時(shí)間，指令曲線(xiàn)、軌跡曲線(xiàn)與攻擊靜止目標(biāo)時(shí)的變化曲線(xiàn)是重合的。隨著飛行器接近目標(biāo)，視線(xiàn)角及其速率的變化開(kāi)始明顯，直接應(yīng)用ITCG會(huì)出現(xiàn)指令的劇烈變化，在指令限制下，表現(xiàn)為指令在最大法向加速度限制下震蕩。從圖4和圖5可以看出，制導(dǎo)律式(7)可以實(shí)現(xiàn)精度較高的攻擊時(shí)間控制。法向加速度指令變化平緩，終端指令加速度較小。仿真結(jié)果表明:采用固定時(shí)間收斂控制方法，攻擊時(shí)間誤差快速收斂，保證了對(duì)攻擊時(shí)間的控制精度;攻擊時(shí)間?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多飛行器協(xié)同作戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 趙恩嬌,孫明瑋.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2020(04)
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[3]基于虛擬領(lǐng)彈-從彈的集群分布式協(xié)同制導(dǎo)技術(shù)研究[J]. 林德福,何紹溟,王江,李博雅.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2020(05)
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