一种无人攻击机航路飞行仿真方法设计

为了解决无人机任务仿真中,无人机飞行模型建立繁琐的问题,提出一种仿真无人攻击机沿规划航路点飞行的方法。该方法通过质点模型模拟算法,解算攻角和倾斜角,完成模拟飞机运动。构建仿真飞行的总体结构框架,分别设计飞行制导模块和飞行控制模块,并对飞行过程进行了仿真。仿真结果表明,该方法可以满足对无人机航迹跟踪建模的需要。     

人工智能在无人作战飞机上的应用与展望

在未来高对抗环境下，夺取空中优势至关重要，无人作战飞机（UCAV）的参战将实现飞行员零伤亡。人工智能（AI）作为无人作战飞机未来发展的颠覆性技术之首，将从力量倍增器或作战支持转变为真正的人类替代者。从AI对UCAV的作用与意义出发，介绍了国外UCAV相关的人工智能项目的研究进展，总结了UCAV相关的AI智能算法，分析了UCAV的发展趋势。随着人工智能技术、机载处理技术以及传感器技术的进步，UCAV将在未来战争中实现智能协同、智能任务与智能飞行，成为空战的主力。     

空地制导武器最优攻击弹道及跟踪控制研究

针对UCAV对地面目标实施精确打击的问题, 提出了制导武器在多约束条件下的最优攻击弹道及跟踪控制方法。首先建立了弹体三自由度运动学模型, 对非线性运动学方程进行了变换, 无需线性化处理, 利用最优控制中的极小值原理设计了具有时间和终端角度约束的最优攻击末弹道, 可满足精确实时打击要求。随后结合某型空地制导武器弹体数学模型, 利用滑模变结构控制原理设计了跟踪控制器, 实现了对最优攻击末弹道的跟踪。数字仿真结果表明, 所设计的最优攻击末弹道可实现, 并能够在给定约束条件下实施对目标的实时精确打击; 所设计的跟踪控制器鲁棒性好, 跟踪精度高, 并具有良好的动态特性和稳态品质。     

动态环境下的多UCAV协同任务分配研究

战场环境的动态性和不确定性以及协同控制的复杂性,使得预先制定的无人作战飞机任务分配方案不能满足动态战场环境中的实时性要求。考虑到无人作战飞机的差异、目标的差异及战场态势对目标分配的影响,建立了多无人作战飞机协同目标分配问题的数学模型。针对多无人作战飞机协同控制中的动态任务分配问题,提出一种改进的混合重分配策略,从任务层次上解决了多无人作战飞机的动态任务分配问题,在此基础上提出了混合细菌觅食算法,并用该算法在动态环境中为无人作战飞机进行合理的任务分配,通过仿真实验和分析表明混合重分配策略和混合细菌觅食算法的有效性。     

利用Radau伪谱法求解UCAV对地攻击轨迹研究

针对UCAV对地攻击轨迹规划问题,提出一种基于Radau伪谱法(RPM)的求解策略。首先,构建了最优控制问题的一般框架,分析了RPM求解最优控制问题的基本原理及实现方式;在充分考虑UCAV的气动力特性、发动机推力特性及大气环境特性的基础上建立了UCAV三自由度(3-DOF)质点模型,并详细分析了UCAV初始和终端位置、速度、姿态约束、飞行性能和战场环境等约束条件,在此基础上构建UCAV对地攻击轨迹规划问题框架;最后,利用RPM将轨迹规划的最优控制问题转化为非线性规划问题并求得最优解。仿真结果表明,该方法能以较高的精度和速度生成满足各种复杂约束要求、连续并且真实可行的最优轨迹。     

一种UCAV对地面活动目标的攻击方法研究

针对UCAV在未知区域中遭遇地(海)面活动目标时的攻击问题,提出一种集监视、攻击一体化的机动攻击方法.首先,运用二次标定法计算得到目标速度,用以修正火控瞄准误差,并引入综合风速来简化火控计算模型;然后,综合考虑目标监视和打击两方面的约束条件,充分利用UCAV在机动能力方面的优势,给出可即时发起攻击的监视轨迹和机动攻击轨...     

多级影响图在无人机群协同空战机动决策中的应用

现代空战多为机群对机群的空战。针对无人机群空战中协同攻防机动决策的问题,首先提出了针对单机对单机的在不确定环境下基于多级影响图的空战决策建模。在此基础上对无人机群进行分组,并根据无人机的空战能力划分角色,在空战初始确定小组内的长机与僚机。通过引入协同因子,对空战机动决策中的当前局势概率重新进行加权修正,很好地解决了单元内各成员协同配合的问题,从而将单纯的一对一空战引申为多机对多机协同空战。仿真结果表明所建立的决策模型能够有效地解决无人机群协同空战的机动决策问题。     

无人作战飞机空战自主战术决策方法研究

自主战术决策是UCAV付诸作战使用的关键技术之一。建立了基于航迹坐标系下的UCAV运动方程,对三自由度的控制指令进行了改进,并以此对NASA提出的基本操纵动作库进行了定量描述。在此基础上,面向实际战场态势,依据模糊空战推理规则,设计了基于自主战术决策模块的自主战术决策方法。仿真结果表明,所研究的方法可以使UCAV在空战中进行自主决策,获得更大的战场优势,具有一定的参考和应用价值。     

无人作战飞机侦察/打击一体化自主控制关键技术探讨

为了适应未来战争的发展趋势,迫切需要实现无人作战飞机的自主控制,提高其自主水平和智能程度。首先给出了自主控制的概念,自主控制发展阶段以及自主水平的层次划分;然后分析了无人作战飞机侦察/打击一体化的作战过程、特点及系统的典型构造方案,并介绍了侦察/打击一体化无人作战飞机型号背景以及发展趋势;结合无人作战飞机自主控制系统的工作流程,建立了基于侦察/打击一体化的自主控制系统结构;最后探讨了无人作战飞机侦察/打击一体化自主控制中的关键技术,并提出了相应的解决方案。