為了進(jìn)行多導(dǎo)彈從指定方向同時攻擊目標(biāo)的協(xié)同航跡規(guī)劃。文中基于稀疏A*算法,根據(jù)導(dǎo)彈飛行約束和軌跡圓滑方式擴(kuò)展節(jié)點;通過增加控制點并調(diào)整代價函數(shù)實現(xiàn)攻擊角度約束;假設(shè)多導(dǎo)彈速度相同,通過選取期望長度重新規(guī)劃其他航跡;對航跡節(jié)點進(jìn)行時空安全檢測與重置,避免了彈間的碰撞;最后進(jìn)行軌跡平滑,得到滿足飛行和攻擊約束的可飛航跡。仿真結(jié)果表明了算法的有效性。 

【文章來源】：彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2019,39(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

搜索方式變化*

時考慮飛行器的約束是稀疏A*算法的一個基本步驟。根據(jù)幾何關(guān)系和飛行約束有v2nmaxg=dmintanφmax2(2)式中:v為導(dǎo)彈運(yùn)動速度，nmax為可用過載，g為重力加速度，dmin為最小航跡長度，表示導(dǎo)彈在改變姿態(tài)時必須直飛的距離，φmax為最大轉(zhuǎn)彎角。為了得到可飛航跡，需要對航跡段進(jìn)行平滑處理。假設(shè)導(dǎo)彈在轉(zhuǎn)彎處按照可用過載飛行，那么得到的平滑航跡將會是一段圓弧。為了實現(xiàn)連續(xù)的兩段轉(zhuǎn)彎，搜索的步長dmin至少為最小航跡長度的兩倍，如圖2所示。1．3具有攻擊角度約束的航跡規(guī)劃方法文中采用單控制點下改進(jìn)代價函數(shù)的搜索方式，高效快速地滿足了航跡的攻擊角度約束。導(dǎo)彈以指定角度攻擊目標(biāo)的示意圖如圖3。圖圖2步長選取示意中，T為目標(biāo)點，θd為期望攻擊角度，Δφ為進(jìn)入目標(biāo)方向角范圍，當(dāng)沒有控制點時，Δφ是一個很小的范圍。圖3(a)表示單純角度約束，這種方式程序上實現(xiàn)比較容易，但是效率很低、時間長。為解決此問題，加入了單控制點來實現(xiàn)攻擊角度約束�？刂泣c選取方式如圖3(b)所示，以目標(biāo)T初始點，按照攻擊角度反向延伸一個步長d的距離，得到控制點C。將得到的控制點作為新的目標(biāo)點。這樣，既擴(kuò)大了收斂時角度約束，提高搜索效率，又滿足了角度約束。根據(jù)文獻(xiàn)［4］，過多控制點會降低搜索效率，文中只選取單控制點。圖3角度約束方式改進(jìn)代價函數(shù)方式如下:代價函數(shù)f(n)中，實際代價值g(n)保持不變，而啟發(fā)函數(shù)h(n)則同時考慮預(yù)估長度代價和預(yù)估角度代價，其表達(dá)式為:h(n)=ll*+θ－θd

謂?釁交??理。假設(shè)導(dǎo)彈在轉(zhuǎn)彎處按照可用過載飛行，那么得到的平滑航跡將會是一段圓弧。為了實現(xiàn)連續(xù)的兩段轉(zhuǎn)彎，搜索的步長dmin至少為最小航跡長度的兩倍，如圖2所示。1．3具有攻擊角度約束的航跡規(guī)劃方法文中采用單控制點下改進(jìn)代價函數(shù)的搜索方式，高效快速地滿足了航跡的攻擊角度約束。導(dǎo)彈以指定角度攻擊目標(biāo)的示意圖如圖3。圖圖2步長選取示意中，T為目標(biāo)點，θd為期望攻擊角度，Δφ為進(jìn)入目標(biāo)方向角范圍，當(dāng)沒有控制點時，Δφ是一個很小的范圍。圖3(a)表示單純角度約束，這種方式程序上實現(xiàn)比較容易，但是效率很低、時間長。為解決此問題，加入了單控制點來實現(xiàn)攻擊角度約束�？刂泣c選取方式如圖3(b)所示，以目標(biāo)T初始點，按照攻擊角度反向延伸一個步長d的距離，得到控制點C。將得到的控制點作為新的目標(biāo)點。這樣，既擴(kuò)大了收斂時角度約束，提高搜索效率，又滿足了角度約束。根據(jù)文獻(xiàn)［4］，過多控制點會降低搜索效率，文中只選取單控制點。圖3角度約束方式改進(jìn)代價函數(shù)方式如下:代價函數(shù)f(n)中，實際代價值g(n)保持不變，而啟發(fā)函數(shù)h(n)則同時考慮預(yù)估長度代價和預(yù)估角度代價，其表達(dá)式為:h(n)=ll*+θ－θdθ*(3)式中:l為當(dāng)前節(jié)點到目標(biāo)點直線距離，θ表示當(dāng)前航跡段航向角度，l*、θ*分別為歸一化參考數(shù)值。2多彈協(xié)同航跡規(guī)劃方法多彈協(xié)同航跡是指:每個導(dǎo)彈在滿足自身約束的單條航跡基礎(chǔ)上，生成的滿足協(xié)同約束的多條航跡。文中的協(xié)同約束包括攻擊時間、攻擊角度和彈間避碰。通過上一節(jié)，可以得到具有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]導(dǎo)彈武器系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)研究[J]. 商巍,趙濤,環(huán)夏,陳明,陳世富.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2018(02)
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碩士論文
[1]基于時間協(xié)同的多UAV航跡規(guī)劃方法研究[D]. 楊裕杰.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[2]多飛行器協(xié)同航跡規(guī)劃算法研究[D]. 毛云云.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3209884