多平台防空协同任务分配问题研究
发布时间：2021-06-26 17:16
协同防空作战作为一种与信息化战争形式相适应的作战方式,已逐渐成为现代防空战场的主导作战方式。任务分配是指挥决策系统的核心内容,如何合理调动处在不同平台的防空资源进行协同防空,最大化发挥系统的整体作战效能,成为其取得防空作战胜利的关键所在。本文以现代防空作战为背景,对防空任务分配技术进行了研究,旨在给出一种针对多平台协同防空的任务分配方法,以满足作战指挥决策的合理性和实时性要求。本文的主要工作如下:首先,对多平台防空协同任务分配问题进行问题描述并建立了相应的数学模型。建立了目标导弹威胁能力与平台作战能力模型,从目标拦截可行性,火力单元约束,协同制导约束以及时间窗口四个方面构建了约束模型,并针对本文的应用背景设计了相应的优化指标函数。该模型不仅考虑了协同作战模式下的协同制导要求,还充分考虑了目标的动态特性。然后,对弹道导弹目标跟踪与轨迹预报问题展开研究。该问题是防空任务分配的依据,其准确性直接关系到任务分配的合理性。建立了弹道导弹再入段跟踪模型并对其采用扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）的的方法进行跟踪滤波,用椭圆轨道法和龙格库塔法分别进行弹道预报,根据...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究目的
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多平台防空协同机制
1.2.2 作战任务分配模型
1.2.3 作战任务分配算法
1.2.4 问题研究难点
1.3 本文主要研究内容
第2章 多平台防空协同任务分配问题建模
2.1 目标导弹威胁能力与平台作战能力模型构建
2.1.1 目标导弹威胁评估模型
2.1.2 地空导弹杀伤区和发射区模型
2.1.3 单发导弹杀伤概率模型
2.2 多平台防空协同任务分配模型
2.2.1 防空任务分配问题描述
2.2.2 优化函数设计
2.3 多平台防空系统约束模型
2.3.1 目标拦截可行性约束模型
2.3.2 防空平台火力单元约束模型
2.3.3 防空平台协同制导约束模型
2.3.4 时间窗口约束模型
2.4 本章小结
第3章 弹道导弹目标跟踪与轨迹预报
3.1 坐标系
3.1.1 坐标系定义
3.1.2 坐标系间的转换
3.2 弹道导弹跟踪滤波
3.2.1 弹道导弹滤波建模
3.2.2 再入段跟踪滤波算法
3.2.3 弹道滤波仿真
3.3 弹道导弹轨道预报
3.3.1 椭圆轨道预报
3.3.2 龙格库塔预报法
3.3.3 弹道预报仿真
3.4 拦截导弹发射时间安排
3.5 本章小结
第4章 多平台防空协同任务分配问题求解
4.1 多平台防空协同任务分配系统结构与建模
4.1.1 多平台防空协同任务分配的分布式求解框架
4.1.2 基于MPC的系统建模
4.2 多平台防空协同任务分配算法
4.2.1 分配算法整体流程
4.2.2 平台内部资源的集中分配
4.2.3 基于一致性分布式拍卖的平台间的冲突消解
4.3 仿真实验及分析
4.3.1 仿真设定
4.3.2 仿真实验结果与分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰艇防空目标威胁评估研究概述[J]. 黄海明. 舰船电子工程. 2014(11)
[2]智能优化控制:概述与展望[J]. 辛斌,陈杰,彭志红. 自动化学报. 2013(11)
[3]数字化陆用武器系统中的建模、优化与控制[J]. 陈杰,方浩,辛斌,邓方. 自动化学报. 2013(07)
[4]基于动态博弈的目标分配方法研究[J]. 曾松林,王文恽,丁大春,张毅. 电光与控制. 2011(02)
[5]编队防空火力分配建模及其优化方法研究[J]. 阮旻智,李庆民,刘天华. 兵工学报. 2010(11)
[6]地空导弹武器系统可用性评估[J]. 顾辉,宋笔锋. 火力与指挥控制. 2010(06)
[7]弹道导弹突防策略进展[J]. 刘燕斌,南英,陆宇平. 导弹与航天运载技术. 2010(02)
[8]武器-目标分配问题综述[J]. 李勇君,黄卓,郭波. 兵工自动化. 2009(11)
[9]基于遗传算法的一类武器目标分配方法研究[J]. 王玮,程树昌,张玉芝. 系统工程与电子技术. 2008(09)
[10]带惯性权重的粒子群优化算法性能仿真[J]. 骆睿,周宁,赵舵. 信息技术. 2008(08)
硕士论文
[1]不确定时态信息的粒度建模及其时态关系研究[D]. 陈磊.广东工业大学 2015
[2]多目标防空火力分配技术研究[D]. 张洋.大连大学 2012
[3]防御阵地智能火控及指挥决策系统研究[D]. 赵玲.南京航空航天大学 2011
[4]再入弹道目标跟踪与质阻比识别方法研究[D]. 宗志伟.国防科学技术大学 2010
[5]智能多目标优化在火力分配问题中的应用研究[D]. 周明好.南京理工大学 2007
[6]网络中心战指挥控制系统及其效能评估[D]. 陈建宁.国防科学技术大学 2007
本文编号：3251747
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究目的
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多平台防空协同机制
1.2.2 作战任务分配模型
1.2.3 作战任务分配算法
1.2.4 问题研究难点
1.3 本文主要研究内容
第2章 多平台防空协同任务分配问题建模
2.1 目标导弹威胁能力与平台作战能力模型构建
2.1.1 目标导弹威胁评估模型
2.1.2 地空导弹杀伤区和发射区模型
2.1.3 单发导弹杀伤概率模型
2.2 多平台防空协同任务分配模型
2.2.1 防空任务分配问题描述
2.2.2 优化函数设计
2.3 多平台防空系统约束模型
2.3.1 目标拦截可行性约束模型
2.3.2 防空平台火力单元约束模型
2.3.3 防空平台协同制导约束模型
2.3.4 时间窗口约束模型
2.4 本章小结
第3章 弹道导弹目标跟踪与轨迹预报
3.1 坐标系
3.1.1 坐标系定义
3.1.2 坐标系间的转换
3.2 弹道导弹跟踪滤波
3.2.1 弹道导弹滤波建模
3.2.2 再入段跟踪滤波算法
3.2.3 弹道滤波仿真
3.3 弹道导弹轨道预报
3.3.1 椭圆轨道预报
3.3.2 龙格库塔预报法
3.3.3 弹道预报仿真
3.4 拦截导弹发射时间安排
3.5 本章小结
第4章 多平台防空协同任务分配问题求解
4.1 多平台防空协同任务分配系统结构与建模
4.1.1 多平台防空协同任务分配的分布式求解框架
4.1.2 基于MPC的系统建模
4.2 多平台防空协同任务分配算法
4.2.1 分配算法整体流程
4.2.2 平台内部资源的集中分配
4.2.3 基于一致性分布式拍卖的平台间的冲突消解
4.3 仿真实验及分析
4.3.1 仿真设定
4.3.2 仿真实验结果与分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰艇防空目标威胁评估研究概述[J]. 黄海明. 舰船电子工程. 2014(11)
[2]智能优化控制:概述与展望[J]. 辛斌,陈杰,彭志红. 自动化学报. 2013(11)
[3]数字化陆用武器系统中的建模、优化与控制[J]. 陈杰,方浩,辛斌,邓方. 自动化学报. 2013(07)
[4]基于动态博弈的目标分配方法研究[J]. 曾松林,王文恽,丁大春,张毅. 电光与控制. 2011(02)
[5]编队防空火力分配建模及其优化方法研究[J]. 阮旻智,李庆民,刘天华. 兵工学报. 2010(11)
[6]地空导弹武器系统可用性评估[J]. 顾辉,宋笔锋. 火力与指挥控制. 2010(06)
[7]弹道导弹突防策略进展[J]. 刘燕斌,南英,陆宇平. 导弹与航天运载技术. 2010(02)
[8]武器-目标分配问题综述[J]. 李勇君,黄卓,郭波. 兵工自动化. 2009(11)
[9]基于遗传算法的一类武器目标分配方法研究[J]. 王玮,程树昌,张玉芝. 系统工程与电子技术. 2008(09)
[10]带惯性权重的粒子群优化算法性能仿真[J]. 骆睿,周宁,赵舵. 信息技术. 2008(08)
硕士论文
[1]不确定时态信息的粒度建模及其时态关系研究[D]. 陈磊.广东工业大学 2015
[2]多目标防空火力分配技术研究[D]. 张洋.大连大学 2012
[3]防御阵地智能火控及指挥决策系统研究[D]. 赵玲.南京航空航天大学 2011
[4]再入弹道目标跟踪与质阻比识别方法研究[D]. 宗志伟.国防科学技术大学 2010
[5]智能多目标优化在火力分配问题中的应用研究[D]. 周明好.南京理工大学 2007
[6]网络中心战指挥控制系统及其效能评估[D]. 陈建宁.国防科学技术大学 2007
本文编号：3251747
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