機載主動防御中的多約束制導與優(yōu)化

目錄
“飛行控制前沿技術叢書”序
前言
第1章 機載導彈防御中的氣動優(yōu)化與制導問題綜述 1
1.1 研究背景 1
1.2 發(fā)展歷程 2
1.3 需求分析 6
1.4 飛行器氣動外形優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀 8
1.5 高速高機動目標攔截制導方法研究現(xiàn)狀 11
1.5.1 帶終端角度和飛行時間約束的制導律研究現(xiàn)狀 11
1.5.2 高機動目標的攔截制導研究現(xiàn)狀 14
1.6 本書主要研究內容與結構安排 15
1.6.1 主要研究內容 15
1.6.2 結構安排 17
參考文獻 18
第2章 基于遺傳算法和數(shù)據(jù)挖掘的氣動外形優(yōu)化 25
2.1 概述 25
2.2 預備知識 26
2.2.1 氣動估算軟件Datcom 27
2.2.2 聚類分析 29
2.2.3 決策樹 31
2.2.4 帕累托相關概念 33
2.2.5 遺傳算法 35
2.3 導彈氣動外形參數(shù)設計 36
2.4 數(shù)據(jù)挖掘與知識提取 38
2.4.1 樣本數(shù)據(jù)生成 38
2.4.2 聚類分析 40
2.4.3 決策樹與Pareto分析 42
2.5 基于知識轉移的改進遺傳算法 42
2.5.1 知識實現(xiàn) 42
2.5.2 改進的進化框架 43
2.6 仿真結果與分析 45
2.6.1 實驗設置 45
2.6.2 仿真結果 47
2.7 小結 49
參考文獻 51
第3章 基于強化學習和遷移學習的氣動外形優(yōu)化 54
3.1 概述 54
3.2 導彈氣動外形優(yōu)化 55
3.2.1 導彈的氣動外形 55
3.2.2 強化學習與遷移學習 57
3.2.3 氣動設計優(yōu)化方法 59
3.3 問題陳述 61
3.4 優(yōu)化架構設計 64
3.5 強化學習與知識提取 66
3.6 基于強化學習和遷移學習的優(yōu)化方法 67
3.6.1 訓練方法 67
3.6.2 通過遷移學習加速優(yōu)化 69
3.7 仿真結果與分析 72
3.7.1 數(shù)值實驗 72
3.7.2 結果和討論 74
3.8 小結 79
參考文獻 80
第4章 時變速度下的多約束中制導編隊 83
4.1 概述 83
4.2 二維中制導問題構造 84
4.3 多約束軌跡設計 87
4.3.1 軌跡生成 87
4.3.2 軌跡*率分析 90
4.3.3 到達時間分析 93
4.4 制導律設計 95
4.5 多場景運用方法 98
4.5.1 單枚導彈制導 98
4.5.2 同一地點順序發(fā)射的多彈協(xié)同制導 98
4.5.3 不同地點同時發(fā)射的導彈協(xié)同制導 99
4.6 仿真結果與分析 100
4.6.1 仿真參數(shù)設定 100
4.6.2 案例1:定常速度下的單枚導彈制導 101
4.6.3 案例2:非定常速度下的單枚導彈制導 102
4.6.4 案例3:非定常速度下的多彈協(xié)同編隊 104
4.7 小結 106
參考文獻 106
第5章 基于計算幾何的多約束中制導編隊 109
5.1 概述 109
5.2 預備知識 111
5.2.1 Frenet 標架 111
5.2.2 優(yōu)美對數(shù)空間*線 111
5.3 攻擊時間與攻擊角度約束分析 113
5.4 軌跡生成及制導律設計 114
5.4.1 軌跡設計需求分析 114
5.4.2 軌跡生成 115
5.4.3 軌跡*率分析 119
5.4.4 到達時間分析 120
5.4.5 制導律設計 122
5.5 仿真結果與分析 124
5.5.1 單枚導彈制導飛行 124
5.5.2 同一地點順序發(fā)射的多彈協(xié)同 124
5.5.3 不同地點同時發(fā)射的多彈協(xié)同 125
5.5.4 仿真實驗和結果分析 126
5.6 小結 131
參考文獻 131
第6章 攔截高速高機動目標的未制導協(xié)同策略 133
6.1 概述 133
6.2 可達集分析 137
6.2.1 多對一攔截問題構造 137
6.2.2 可達集 138
6.2.3 等時間線 140
6.3 初始態(tài)勢與協(xié)同策略設計 142
6.3.1 零控脫靶量攔截的必要條件 142
6.3.2 改進的零控脫靶量攔截必要條件 144
6.3.3 基于可達性的協(xié)同攔截策略 145
6.4 仿真結果與分析 150
6.4.1 仿真參數(shù)設定 150
6.4.2 攔截常值機動目標 151
6.4.3 攔截隨機階躍機動目標 157
6.4.4 攔截彈群的拓展 159
6.4.5 對彈群個體性能差異的適應性 161
6.5 小結 163
參考文獻 164
第7章 機械導彈防御中的發(fā)射規(guī)劃與全過程仿真 166
7.1 概述 166
7.2 六自由度仿真系統(tǒng)建模 166
7.2.1 大氣模型 166
7.2.2 發(fā)動機模型 170
7.2.3 飛行器運動六自由度模型 173
7.2.4 導引頭測量模型 176
7.2.5 飛行控制系統(tǒng)模型 177
7.3 銜接中未制導的發(fā)射數(shù)量與時間規(guī)劃 177
7.3.1 攔截規(guī)劃 177
7.3.2 攔截彈的中未制導 183
7.4 仿真結果與分析 184
7.4.1 仿真參數(shù)設置 184
7.4.2 攔截常值機動的來襲彈 185
7.4.3 攔截隨機階躍機動的來襲彈 195
7.5 小結 197
參考文獻 198