高超声速目标拦截中的多飞行器协同制导控制理论与方法

基本信息
批准号:61333001
项目类别:重点项目
资助金额:310.00
负责人:姚郁
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2013
结题年份:2018
起止时间:2014-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:洪奕光,贺风华,程代展,马克茂,齐洪胜,马杰,杨宝庆
关键词:
高超声速飞行器混合动态博弈仿真试验动态覆盖协同制导
结项摘要

The background of this project is the intercept problem of the hypersonic target in the near space. The purpose is to investigate the coordination control theory and methodology of multiple flight vehicles. First, considering the complicated detective atmosphere in the near space, the super high velocity and maneuverability of the hypersonic target, the uncertainties of the target caused by the detection are descried as a target motion region with some certain distribution in which the target moves based on the coordinated information detected via multiple flight vehicles. Moreover, a non-uniform assignment approach of the target motion region will be proposed to assign each flight vehicle a sub-region. Secondly, the hybrid dynamical game theory and dynamical coverage control of multiple agents will be investigated focusing on the guidance control problems proposed. Thirdly, aiming against the possible maneuver types of the hypersonic target, the guidance strategy will be proposed based on the hybrid dynamical game theory for the multiple flight vehicles intercepting a hypersonic target. Then, in terms of the distribution of the sub-region assigned to each flight vehicle, a guidance law design approach will be proposed based on the dynamical coverage control of multiple agents in order to solve a special “point-to-region” guidance problem. Last, the target motion region model of the hypersonic target will be verified in terms of the flight experimental data; moreover we will set up a hard-ware-in-the loop simulation platform, by which the experiment verification will be achieved for the effectiveness of the proposed guidance strategy and the guidance law design methodologies, and the feasibility of the guidance algorithm. The aim of our project is to provide a sound theoretical foundation and design approaches for the practical application.

本项目以临近空间高超声速目标拦截为背景,研究多飞行器协同制导控制理论与方法。首先,考虑临近空间复杂的探测环境及目标高速、大机动的运动特性,基于多飞行器协同测量信息,将探测引起的目标不确定性描述成一定分布的目标运动区域,进而,提出目标运动区域非均匀分配方法;其次,围绕提炼出来的协同制导控制问题,对混合动态博弈理论和多智能体动态覆盖控制开展有针对性的深入研究;再次,针对临近空间高超声速目标可能的机动形式,提出基于混合动态博弈理论的多飞行器协同拦截临近空间高超声速目标的协同制导策略;然后,考虑分配给每个飞行器区域的分布特性,针对点对区域的制导问题,提出基于多智能体动态覆盖控制的导引律设计方法;最后,基于飞行试验数据,完成高超声速目标运动区域建模的验证,并通过半实物仿真验证上述制导策略和导引律设计方法的有效性及制导算法的可实现性,为实际应用提供扎实的理论基础和设计方法。

项目摘要

本项目以临近空间高超声速目标拦截为背景,研究多飞行器协同制导控制理论与方法。首先,分析了临近空间复杂的探测环境与目标高速、大机动的运动特性对拦截的影响,将探测和目标机动引起的不确定性描述为目标运动区域,建立了基于区域覆盖的多飞行器时空协同拦截模型。其次,根据分析和建模提炼出一般的理论问题,研究多智能体协同区域覆盖优化和动态演化博弈等理论与方法。然后,结合理论研究提出了多飞行器时空协同拦截制导设计方法,通过在时间/空间上的协同,提前修正制导偏差实现对目标区域的动态覆盖,以较少的数量实现了对临近空间高超声速目标的高精度拦截。最后,开发数学仿真平台验证了算法的有效性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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