多飞行器协同作战关键技术研究综述

发布时间：2021-10-13 08:36

　　飞行器集群自主协同作战具有智能化、高效性、自决策、抗干扰等优势,是未来空战的重要发展方向。首先,分析了目前多飞行器协同作战关键技术的发展现状与趋势,多个飞行器以编队形式进行协调与配合,可有效提高命中概率和作战效能。其次,综述了多飞行器协同作战过程以编队控制、协同制导、协同估计为核心关键技术的主要研究成果和国内外的最新进展,概述了其发展历程。针对飞行器集群协同作战关键控制技术,分析梳理了相关的技术难点。最后,对飞行器自主集群协同控制相关技术进行了总结,并对未来人工智能技术应用于协同作战的发展方向进行了展望。 

【文章来源】：战术导弹技术. 2020,(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

协同作战关键技术

到目前为止，有关导弹编队控制问题的研究成果并不多，而且大部分研究都是基于小扰动线性化模型开展的，控制方法多数为渐进收敛控制，此类理想的假设条件会对模型精确性和控制系统收敛时间存在影响，不适用于瞬息万变的战场环境。由于导弹和无人机控制的巨大差异，也使得现有的研究成果无法直接应用。近年来，随着国家对编队协同作战模式的重视，导弹编队控制也将成为新的研究热点。例如，在精确模型条件下考虑战场空间配置，设计能够满足实时作战需求的编队控制方法，如图2所示。3.2 协同制导研究现状

这种方法将剩余飞行时间作为协调变量，飞行器之间通过交换变量信息来调整自身状态，达到时间协同的目的。这种方法具有广泛适用性，可以通过不同的协同控制策略来实施。张有安等人推导了采用“领弹-从弹”策略的时间协同制导模型，利用动态逆控制设计跟踪控制指令，实现了从弹对领弹状态的精确跟踪[32]。基于此类控制思想，也产生了一些研究成果。如果按照系统内飞行器之间的通信形式进行分类，可以将时间协同制导方法大致分为两种类型。如果领导飞行器需要与通信网络内所有飞行器进行通信，将重要协同信息传递给跟随飞行器，这种结构就称为集中式协同控制结构;另一种为分布式协同制导结构，各飞行器只能与其相邻的个体进行通信和共享信息。分布式结构使得系统整体通信量小，并且个别飞行器出现事故或故障不影响整个系统任务的执行，鲁棒性更强。基于分布式通信结构的以上优势，分布式协同制导方法产生了较多研究成果，涉及到的制导方法种类也很多。包括偏置比例导引、参数自适应比例导引、最优制导律及滑模制导律等。随着研究的不断深入，有关通信网络不确定性的分布式协同制导方法研究逐渐开展[33]，包括通信系统的延迟、丢包现象，以及通信故障和通信拓扑切换等情况[33]。以上研究都是仅考虑时间约束的协同制导方法，根据任务的需求，往往还需要空间协同，包含时间约束和空间约束的协同制导方法也有相关研究成果[34]。到目前为止，多数研究的开展都是忽略了很多约束条件、基于理想假设条件进行的。并且很多研究仅在二维平面展开，攻击目标也多数为静止目标和慢速运动目标，如舰船目标等，有关协同攻击高速机动目标的研究成果还很少。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]精确制导武器的发展趋势及其特点[J]. 高炳龙,王惠源.  机电技术. 2014(02)
[4]多个体协调控制问题综述[J]. 闵海波,刘源,王仕成,孙富春.  自动化学报. 2012(10)
[5]多拦截器总体拦截方案设计与分析[J]. 谢愈,刘鲁华,汤国建,崔俊峰.  北京航空航天大学学报. 2012(03)
[6]多导弹三维编队控制[J]. 马培蓓,纪军.  航空学报. 2010(08)
[7]导弹协同作战飞行时间裕度[J]. 崔乃刚,韦常柱,郭继峰.  航空学报. 2010(07)
[8]导弹协同作战编队队形最优保持控制器设计[J]. 韦常柱,郭继峰,崔乃刚.  宇航学报. 2010(04)
[9]多导弹时间协同制导:一种领弹-被领弹策略[J]. 张友安,马国欣,王兴平.  航空学报. 2009(06)
[10]多无人机协同编队飞行控制的研究现状[J]. 樊琼剑,杨忠,方挺,沈春林.  航空学报. 2009(04)



本文编号：3434318