[發明專利]一種不確定信息下多無人機空戰動態博弈方法

在審

• 申請號: 201710569415.4
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107463094A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 趙明明;李彬;王敏立;陽露
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及一種不確定信息下多無人機空戰動態博弈方法，屬于飛機試驗及無人機技術領域。

背景技術

現代戰場上的信息越來越復雜，博弈論應用于多無人機空戰作戰中，已引起國內外軍事專家的關注，也成為軍事決策在復雜的戰場信息變量理論。多無人機空戰博弈的分類根據不同的基準可以有不同的分類。一般認為，多無人機空戰博弈主要可以分為合作博弈和非合作博弈。從無人機空戰行為的時間序列來說，多無人機空戰博弈論進可分為靜態空戰博弈、動態空戰博弈。從敵空戰我無人機對彼此信息的了解程度來說分為完全信息空戰博弈和不完全信息空戰博弈。從多無人機空戰博弈進行的次數或者持續長短來說可以分為有限空戰博弈和無限空戰博弈。從多無人機空戰博弈的邏輯基礎不同來說可以分為傳統空戰博弈和演化空戰博弈等。隨著現代空中飛行器機載傳感器探測識別技術突破性的改進，使得軍事指揮人員能夠更全面的了解作戰信息以至于更加有效地指揮軍事博弈。在多無人機空戰完全信息博弈中，當敵我無人機進行實時攻擊防御對抗作戰時，如何在了解彼此作戰信息、作戰策略、作戰要素等關鍵信息下快速準確的選擇最優空戰策略，實時的做出明智的決定，對無人機空戰博弈的最終結果影響至關重要。

目前，國內外學者對于無人機空戰博弈問題進行了大量的研究，并且得到了很多有價值的成果，但是仍然存在許多問題需要解決。

①關于完全信息下多無人機攻防對抗博弈研究較多，而對于不完全信息下無人機攻防對抗研究較少。

②關于多無人機攻防對抗采用靜態博弈方法較多，而采用動態博弈方法研究較少。

③關于多無人機空戰采用完全且完美信息博弈方法較多，而關于在不確定信息下對無人機空戰博弈實時策略動態規劃研究較少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不確定信息下多無人機空戰動態博弈方法；現階段通過對國內外多無人機攻擊分析和研究方法的總結，針對博弈，雖然多無人機空戰博弈方法做了大量研究國內外學者，建立了不同的多無人機空戰博弈模型，并提出了不同的需求矩陣博弈的納什均衡值該方法基本，但并非是基于這方面的不確定性信息。由于現代戰場的復雜性，要求決策者必須考慮各種不確定性因素的動態變化情況，使決策方案是可行的，以滿足實際需要。

1、針對目標價值和打擊概率的不確定信息問題，提出了基于不確定信息的無人機空戰動態博弈策略方法。首先通過分析無人機空戰態勢和作戰信息的不確定性，建立不確定信息下的多無人機動態博弈的收益函數，構建基于不確定信息的雙方博弈支付矩陣；然后，通過將動態擴展式博弈轉化成靜態戰略式博弈，最后，求出不確定信息下的動態博弈的混合策略納什均衡解。

2、針對空戰過程中的雙方作戰收益的不確定性問題，提出了基于模糊支付的無人機空戰動態博弈策略方法。首先通過分析無人機空戰態勢信息的不確定性，建立模糊信息下的多無人機動態博弈的作戰優勢函數，將動態擴展式博弈轉化成靜態策略式博弈，構建基于模糊信息的雙方博弈的支付矩陣；最后給出模糊信息下動態博弈的混合戰略的納什均衡求解方法。

本發明為了實現上述目的，采用如下技術方案：

一種不確定信息下多無人機空戰動態博弈方法：

(1)、建立無人機空戰動態博弈策略集；

在空戰中，將敵方和我方無人機分別看作博弈的兩個局中人，采取K階段動態博弈對抗；

基于不確定信息的多無人機空戰動態博弈模型可表述為：其中：N＝{1,2}，為博弈中的2個參與人，結點1代表我方無人機群，結點2代表敵方無人機群；

為博弈中參與者行動空間：行動集，為我方無人機第k階段選擇第i種的行動策略，為敵方無人機第k階段選擇第j種的行動策略；

為參與無人機可能選擇的每一行動組合所相對應的各參無人機的收益區間；

(2)、建立敵我雙方無人機支付函數；

在空戰中，要想對敵方飛機進行打擊，就要占據有利的攻擊位置，同時使己方進攻風險降到最低，考慮雙方飛行器動力學和假設敵方策略，構建空戰一對一態勢幾何圖；

AA為雙方視線角，|AA|＜180°；HCA頭頂交叉角，ATA為目標進入角，|ATA|＜180°；

(3)、函數之間的狀態轉移；

當無人機執行完第k-1階段后，到第k階段時，該階段的無人機為i＝F(h)，表示該階段輪到無人機i執行策略；此時，參與者i選擇策略s^k前戰場狀態為執行策略s^k后預期戰場狀態為