[發明專利]一種編隊協同中制導技術統一框架的構建方法

有效

• 申請號: 202011311696.1
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112527011B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 方洋旺;馬文卉;吳自豪;王志凱;鄧天博
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明公開了一種編隊協同中制導技術統一框架的構建方法，通過選取合適的協同變量，構建協同目標函數，構建包含底層基礎制導律和帶有協同項的單平臺協同中制導方法；然后將協同變量局部化，構建關于協同變量的一致性協議；最后將單平臺協同中制導律和協同一致性協議綜合起來獲得多攔截器編隊協同中制導方法。本發明將帶有協同變量的單平臺中制導方法與多智能體一致性協議結合，提出通用的協同中制導構建方法統一框架，解決目前協同制導律思路和方法不統一，難以應用和推廣的問題。

技術領域

本發明屬于制導技術領域，具體涉及一種中制導方法。

背景技術

先敵發射以爭取作戰優先權永遠是攔截器追求的主要目標之一。通常，目標所在位置遠大于攔截器本身的探測距離，為保證作戰效能、完成作戰任務，遠距離發射攔截器勢必存在中制導階段。中制導旨在為末制導創造良好的打擊條件，受制于探測能力，中制導段所采用的制導律與末制導律在性能指標的要求、約束條件、制導目的以及獲取目標信息的方式和目標信息的質量等方面存在差異。由于中制導策略很大程度上決定了末端打擊的成功率和作戰效能，開展中遠距離攔截器中制導研究具有重要工程價值。

隨著打擊任務要求日漸豐富，傳統的單兵對抗不能很好的適應紛繁復雜的戰場環境，協同作戰應運而生——通過多攔截器組網形成功能互補、資源共享，以實現群體綜合作戰效能的提升和成本的降低。協同探測技術是協同決策的前提，結合探測信息，協同決策技術為底層協同制導控制確定具體作戰任務，結合打擊要求開展的協同制導技術則是最終直接影響導彈作戰效能的關鍵技術。中制導階段，攔截器與運動目標距離較遠，導引頭無法捕獲目標，通信能力直接限制了協同探測信息的質量，故結合通信組網技術和綜合中制導階段協同探測能力開展多攔截器協同中制導技術研究對綜合作戰效能最大化至關重要。

目前，對協同中制導的理論研究成果鮮有報道，已經嚴重影響了多攔截器編隊協同控制系統的研制：一方面已有的針對特定情況和特定假設條件下構建的協同中制導律，不具有通用性；另一方面，現有理論主要針對固定目標的協同路徑規劃問題，難以應用到高機動目標的多攔截器協同中制導中，急需進行理論突破。因此，本發明提出一種適合工程應用的通用攔截器協同中制導構建方法統一框架。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種編隊協同中制導技術統一框架的構建方法，通過選取合適的協同變量，構建協同目標函數，構建包含底層基礎制導律和帶有協同項的單平臺協同中制導方法；然后將協同變量局部化，構建關于協同變量的一致性協議；最后將單平臺協同中制導律和協同一致性協議綜合起來獲得多攔截器編隊協同中制導方法。本發明將帶有協同變量的單平臺中制導方法與多智能體一致性協議結合，提出通用的協同中制導構建方法統一框架，解決目前協同制導律思路和方法不統一，難以應用和推廣的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

步驟1：定義協同變量ε：

其中，x_i表示多攔截器系統中第i個攔截器的狀態信息，n為攔截器數量，i＝1,2,…,n；

步驟2：構建協同目標函數；

其中，a_i為第i個攔截器的制導指令；

對協同目標函數關于a_i求最小值解，得到協同目標函數的最優參數；

步驟3：構建帶有協同變量的單平臺中制導律；

由步驟1的協同變量ε和步驟2得到的協同目標函數的最優參數構建帶有協同變量的單平臺中制導律：

a_i＝f(t,x_i,ε,p^*) (3)

其中，p^*為待優化參數，t為時間；