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        無人作戰(zhàn)飛行器編隊(duì)協(xié)同攻擊軌跡規(guī)劃研究

        2014-02-23 05:23:36唐傳林黃長(zhǎng)強(qiáng)杜海文黃漢橋丁達(dá)理羅暢
        兵工學(xué)報(bào) 2014年4期
        關(guān)鍵詞:規(guī)劃

        唐傳林,黃長(zhǎng)強(qiáng),杜海文,黃漢橋,丁達(dá)理,羅暢

        (空軍工程大學(xué) 航空航天工程學(xué)院,陜西 西安710038)

        0 引言

        在未來軍事應(yīng)用領(lǐng)域,單無人作戰(zhàn)飛行器(UCAV)作戰(zhàn)將難以滿足精確打擊和時(shí)敏目標(biāo)攻擊的要求,UCAV 編隊(duì)可對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行同時(shí)或依次攻擊,提高對(duì)敵殺傷效果,與單UCAV 作戰(zhàn)相比,具有協(xié)同感應(yīng)、協(xié)同干擾、定時(shí)攻擊、協(xié)同攻擊、任務(wù)重新分配、提高生存概率等突出優(yōu)點(diǎn)。因此,UCAV 編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。攻擊軌跡規(guī)劃是UCAV 編隊(duì)協(xié)同攻擊的重要組成部分,直接影響任務(wù)的成敗。

        目前,關(guān)于UCAV 軌跡規(guī)劃的研究文獻(xiàn)很多,但大多都是將軌跡規(guī)劃問題當(dāng)作帶約束的最優(yōu)化問題[1-5],沒有考慮飛機(jī)的平臺(tái)約束和運(yùn)動(dòng)特性,所得到的軌跡不具有可執(zhí)行性。一些文獻(xiàn)[6-9]對(duì)單機(jī)地形跟隨、地面威脅因素以及多目標(biāo)攻擊進(jìn)行了研究,但沒有涉及多機(jī)協(xié)同。UCAV 編隊(duì)作戰(zhàn)相對(duì)于單機(jī)優(yōu)勢(shì)顯著,同時(shí)為應(yīng)對(duì)未來作戰(zhàn)需求,研究編隊(duì)協(xié)同攻擊軌跡規(guī)劃問題是很有必要的。

        本文針對(duì)UCAV 編隊(duì)協(xié)同攻擊軌跡規(guī)劃問題進(jìn)行了研究,建立了編隊(duì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型,根據(jù)編隊(duì)和單機(jī)約束條件,建立了編隊(duì)軌跡規(guī)劃模型,模型中目標(biāo)函數(shù)的設(shè)計(jì)不僅考慮單機(jī)的威脅,還增加了編隊(duì)等效碰撞次數(shù)和指令時(shí)間誤差2 個(gè)目標(biāo)子函數(shù)共同構(gòu)成編隊(duì)整體的目標(biāo)函數(shù)。為使規(guī)劃效果最優(yōu),將編隊(duì)任務(wù)軌跡分段,采用hp 自適應(yīng)偽譜法求解,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。

        1 任務(wù)描述

        編隊(duì)協(xié)同攻擊軌跡決策是指UCAV 在偵察到目標(biāo)后,編隊(duì)中的攻擊機(jī)迅速機(jī)動(dòng)到機(jī)載火控系統(tǒng)解算出的最佳武器投放位置,完成機(jī)動(dòng)占位過程;編隊(duì)中的其他飛機(jī)進(jìn)入任務(wù)巡航軌跡,并在長(zhǎng)機(jī)投放武器后,為武器提供目標(biāo)信息直至武器命中目標(biāo),并進(jìn)行毀傷評(píng)估的過程。假設(shè)由一架長(zhǎng)機(jī)和一架僚機(jī)組成編隊(duì)。長(zhǎng)機(jī)負(fù)責(zé)攻擊,僚機(jī)負(fù)責(zé)目標(biāo)指示。如圖1所示給出了編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)的任務(wù)想定示意圖。

        圖1 編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)描述Fig.1 Description of UCAV formation cooperative task operation

        攜帶某型激光制導(dǎo)空地導(dǎo)彈的UCAV 編隊(duì)從初始點(diǎn)O 開始按事先規(guī)劃航跡在任務(wù)空域上偵察飛行。當(dāng)機(jī)載探測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)及目標(biāo)周圍兩處禁飛區(qū)D1、D2后(此時(shí)編隊(duì)位于ST 位置),編隊(duì)控制中心根據(jù)當(dāng)前作戰(zhàn)需求發(fā)出打擊指令。編隊(duì)接收到作戰(zhàn)指令后,軌跡規(guī)劃模塊依據(jù)火控系統(tǒng)解算的武器發(fā)射條件、平臺(tái)狀態(tài)和機(jī)動(dòng)性能以及編隊(duì)約束等各個(gè)約束條件,綜合考慮攻擊時(shí)間和威脅代價(jià)兩方面因素,自動(dòng)規(guī)劃出編隊(duì)成員的任務(wù)軌跡S1、S2. 具體地,當(dāng)長(zhǎng)機(jī)的攻擊軌跡規(guī)劃好以后,通過機(jī)間通信,將本機(jī)攻擊軌跡數(shù)據(jù)、武器投放點(diǎn)位置、投放時(shí)間、投放角度、武器命中目標(biāo)時(shí)間等信息通知僚機(jī),僚機(jī)獲取信息后,通過軌跡規(guī)劃模塊考慮攻擊機(jī)軌跡、武器姿態(tài)信息、照射時(shí)間及地面威脅等因素,規(guī)劃出照射任務(wù)軌跡。通過編隊(duì)成員的協(xié)同,達(dá)到武器打擊效能最優(yōu)化的目的。任務(wù)完成后,編隊(duì)退出戰(zhàn)區(qū)。

        2 UCAV 編隊(duì)信息協(xié)同機(jī)制

        編隊(duì)的任務(wù)協(xié)同不僅包含了時(shí)間協(xié)同,還包含了載機(jī)姿態(tài)、速度、位置、目標(biāo)照射角度等要素的協(xié)同。對(duì)UCAV 編隊(duì)信息協(xié)同機(jī)制進(jìn)行設(shè)計(jì),如圖2所示。

        圖2 編隊(duì)協(xié)同要素Fig.2 Essentials for UCAV formation cooperation

        在確定攻擊目標(biāo)后,控制中心根據(jù)目標(biāo)信息和編隊(duì)任務(wù)結(jié)構(gòu),將任務(wù)分解為攻擊和照射2 個(gè)子任務(wù),通過局域通信,發(fā)送給編隊(duì)。長(zhǎng)機(jī)根據(jù)接收到的攻擊任務(wù)信息,結(jié)合本機(jī)特性進(jìn)行任務(wù)分析,得出攻擊任務(wù)所需時(shí)間T1= <t0~tf0>,t0為長(zhǎng)機(jī)攻擊開始時(shí)刻,tf0為長(zhǎng)機(jī)投放武器同時(shí)僚機(jī)照射目標(biāo),引導(dǎo)激光制導(dǎo)武器攻擊目標(biāo)的時(shí)刻。而后軌跡規(guī)劃模塊根據(jù)輸入量T1,來自飛控系統(tǒng)的速度、姿態(tài)等參數(shù)及來自感知系統(tǒng)的兩機(jī)相對(duì)位置、相對(duì)速度、相對(duì)角度等信息,快速規(guī)劃輸出最優(yōu)攻擊軌跡,最后通過通信系統(tǒng)將長(zhǎng)機(jī)攻擊時(shí)間T1、軌跡數(shù)據(jù)、武器參數(shù)、目標(biāo)照射角度和照射時(shí)間等信息以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給控制中心和僚機(jī)。

        僚機(jī)在接收到控制中心和長(zhǎng)機(jī)發(fā)送的信息后,根據(jù)照射時(shí)間T2= <tf0~tf>,tf為武器命中目標(biāo)的時(shí)刻。綜合飛控系統(tǒng)、感知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)作為軌跡規(guī)劃模塊的輸入,進(jìn)行快速規(guī)劃,輸出最優(yōu)照射軌跡,然后通過通信系統(tǒng)將結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)送給控制中心和長(zhǎng)機(jī)??刂浦行氖盏絹碜跃庩?duì)的反饋信息主要用來檢測(cè)編隊(duì)的空間運(yùn)動(dòng)約束及任務(wù)協(xié)同情況。

        在執(zhí)行任務(wù)過程中,編隊(duì)將按固定時(shí)間間隔通過局域通信網(wǎng)與各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互以更新戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。

        3 編隊(duì)攻擊軌跡規(guī)劃數(shù)學(xué)模型

        3.1 單機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型

        UCAV 模型采用質(zhì)點(diǎn)模型

        式中:(x,y,z)為UCAV 在地球坐標(biāo)系中的位置;vUCAV為UCAV 的真空速;γ 為爬升角;ψa為航向角;α 為攻角;β 為側(cè)滑角;μ 為速度滾轉(zhuǎn)角;m 為UCAV的質(zhì)量;g 為重力加速度;T =δTmax(vUCAV,h)為發(fā)動(dòng)機(jī)推力,δ 為油門位置,Tmax為最大可用推力;分別為風(fēng)速和風(fēng)力加速度沿坐標(biāo)軸的分量;和L =分別為阻力和升力;ρ 為空氣密度;S 為參考面積;CL和CD分別為升力系數(shù)和阻力系數(shù);c 為燃料消耗系數(shù);P 為旋轉(zhuǎn)角速度在氣流坐標(biāo)系的x 軸投影;Y 為側(cè)力。

        根據(jù)UCAV 飛行包線的約束,建立約束條件[7]

        式中:mmin為安全返航所需最小燃油時(shí)的飛行器質(zhì)量;Qmax為俯仰方向的最大角度變化率;Pmax(·)為當(dāng)前迎角、馬赫數(shù)和高度下滾轉(zhuǎn)方向角度變化率;Ma(h(t),v(t))為當(dāng)前高度和速度下的馬赫數(shù);CL,max(α(t),Ma(h(t),v(t)))為當(dāng)前迎角和馬赫數(shù)下最大升力系數(shù);nmax為UCAV 承受的最大法向過載;qmax為最大動(dòng)壓頭;Hmin為最小安全高度。

        UCAV 編隊(duì)的軌跡還應(yīng)該滿足初始條件和滿足武器投放的終端約束及目標(biāo)照射角度的初始約束和終端約束。(4)式和(5)式為長(zhǎng)機(jī)的初始條件和終端約束,(6)式~(8)式為僚機(jī)的軌跡初始、照射段和終端約束:

        式中:下標(biāo)l 表示長(zhǎng)機(jī);下標(biāo)w 表示僚機(jī);下標(biāo)lar 表示投射區(qū)的指令位置;下標(biāo)g 表示僚機(jī)任務(wù)開始的指令位置。

        3.2 編隊(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系

        如圖3 所示給出了編隊(duì)相對(duì)位置示意圖。圖中R 為相對(duì)距離。假設(shè)僚機(jī)處于編隊(duì)最佳位置,忽略渦流等干擾因素對(duì)編隊(duì)飛行控制的影響。文獻(xiàn)[10]對(duì)飛機(jī)編隊(duì)飛行控制進(jìn)行了研究,建立了編隊(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型。本文所提出的模型

        式中:xd,yd,zd和分別為長(zhǎng)機(jī)與僚機(jī)相對(duì)距離及其變化率在僚機(jī)氣流坐標(biāo)系中的分量;ψae=ψal- ψaw為長(zhǎng)機(jī)與僚機(jī)的航跡偏角差值;Yw=為側(cè)力,CYβ為側(cè)力系數(shù),β 為側(cè)滑角為僚機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度在速度坐標(biāo)系x 軸的投影。

        圖3 編隊(duì)成員相對(duì)位置Fig.3 Relative location among memberships

        通過(1)式和(2)式分別列出長(zhǎng)機(jī)和僚機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型并與(9)式聯(lián)列,就建立了UCAV編隊(duì)的數(shù)學(xué)模型。

        3.3 威脅代價(jià)模型

        3.3.1 地面威脅模型

        現(xiàn)有的雷達(dá)和防空火力威脅模型都比較成熟,為方便計(jì)算提出威脅矢量的概念。

        定義 相對(duì)于UCAV,不同位置處威脅的矢量表示形式即為威脅矢量。

        對(duì)于雷達(dá)威脅,UCAV 在某一位置的被探測(cè)概率與飛機(jī)當(dāng)前相對(duì)雷達(dá)的姿態(tài)及距離有關(guān);對(duì)于防空火力,UCAV 在某一位置被毀傷的概率與飛機(jī)當(dāng)前對(duì)防空火力的距離和飛行速度有關(guān)。如圖4 所示,威脅矢量形式為

        式中:φ 為威脅源與飛機(jī)連線在慣性坐標(biāo)系平面中的投影相對(duì)于y 軸的夾角,逆時(shí)針方向?yàn)檎?θ 為威脅源與飛機(jī)連線相對(duì)于慣性坐標(biāo)系平面的夾角,向上為正;d 為威脅源與飛機(jī)之間的距離。

        UCAV 在特定位置處的總威脅,可用矢量和形式表示

        圖4 威脅矢量示意圖Fig.4 Schematic diagram of threat vector

        威脅值大小要根據(jù)具體威脅類型計(jì)算,由于現(xiàn)代防空火力都是由地空導(dǎo)彈和防空雷達(dá)組成的聯(lián)合防空系統(tǒng),故本文將雷達(dá)和防空火力的威脅統(tǒng)稱為地面防空威脅,對(duì)于具有n 個(gè)子系統(tǒng)的聯(lián)合防空系統(tǒng)的探測(cè)威脅,Pdet為探測(cè)概率矢量,于是聯(lián)合防空系統(tǒng)探測(cè)概率大小為

        式中:|Pdeti|為第i 部聯(lián)合防空子系統(tǒng)探測(cè)概率大小,其計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[8].

        3.3.2 空中威脅模型

        由于是編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn),空中威脅主要來自編隊(duì)內(nèi)部,因此考慮編隊(duì)成員的飛行安全是有必要的。文獻(xiàn)[11]對(duì)UAV 編隊(duì)成員間的碰撞及規(guī)避問題進(jìn)行了詳細(xì)研究。文中考慮2 種情形:1)同向飛行時(shí),為了保持編隊(duì)的構(gòu)型,故在飛行相對(duì)距離、速度、角度等方面加以限制;2)其他方向飛行時(shí),不考慮編隊(duì)構(gòu)型,只要求相對(duì)高度大于安全相對(duì)高度。根據(jù)所建立的編隊(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,將防撞模型轉(zhuǎn)化為對(duì)成員間相對(duì)距離、速度、角度的約束條件如下:

        3.4 目標(biāo)函數(shù)

        編隊(duì)軌跡的目標(biāo)函數(shù)不僅包括單機(jī)的威脅代價(jià),還包括編隊(duì)成員間的碰撞代價(jià)以及協(xié)同時(shí)間代價(jià)。因此,對(duì)于單機(jī)的目標(biāo)函數(shù),本文采用文獻(xiàn)[8]提出的目標(biāo)函數(shù);對(duì)于編隊(duì)成員間的代價(jià),建立目標(biāo)函數(shù)

        對(duì)于時(shí)間協(xié)同代價(jià),建立目標(biāo)函數(shù)

        式中:ti為UCAV 達(dá)到指定位置的實(shí)際時(shí)間;tic為UCAV 到達(dá)指定位置的指令時(shí)間。

        綜合以上對(duì)編隊(duì)目標(biāo)函數(shù)的分析,采用加權(quán)性能指標(biāo)作為編隊(duì)目標(biāo)函數(shù),在實(shí)際應(yīng)用中依據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)需要,確定權(quán)重系數(shù)。綜合目標(biāo)函數(shù)表示為

        式中:ω1、ω2、ω3、ω4四項(xiàng)分指標(biāo)分別為時(shí)間最短、威脅最小、等效碰撞次數(shù)最少、指令時(shí)間誤差最小,且ω1+ω2+ω3+ω4=1.

        4 最優(yōu)軌跡求解策略

        4.1 求解框架

        目前常用的路徑規(guī)劃算法包括整數(shù)規(guī)劃方法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法、群智能算法、進(jìn)化算法、最優(yōu)控制等多種方法,這些方法各有優(yōu)劣,由于本文所規(guī)劃的飛行航跡包含了飛行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)約束,因此最優(yōu)控制方法是求解此類問題的最為合適的框架。

        根據(jù)最優(yōu)控制理論,UCAV 狀態(tài)變量和控制變量分別為

        邁耶爾型性能指標(biāo)為(對(duì)應(yīng)(16)式)

        動(dòng)力學(xué)微分方程約束(對(duì)應(yīng)(1)式、(2)式、(9)式)

        邊界條件(對(duì)應(yīng)(4)式~(8)式)

        不等式約束(對(duì)應(yīng)(3)式、(13)式)

        4.2 基于hp 自適應(yīng)偽譜法的軌跡優(yōu)化算法

        最優(yōu)控制問題求解方法分為直接法和間接法2 種類型。全局偽譜法作為直接法中發(fā)展較為迅速的一個(gè)分支,可運(yùn)用較少的節(jié)點(diǎn)獲得較高精度的解,但在求解大規(guī)模復(fù)雜問題時(shí)效果不理想??紤]到文中編隊(duì)軌跡規(guī)劃問題約束條件多,變量之間存在耦合,因此采用hp 自適應(yīng)偽譜法[12-14],該方法汲取了全局偽譜法與有限元的優(yōu)點(diǎn),采用雙層策略對(duì)最優(yōu)控制問題進(jìn)行求解,與全局偽譜法相比,計(jì)算占用時(shí)間少,精度高。算法的描述及具體解算過程參考文獻(xiàn)[13].

        4.3 軌跡分段優(yōu)化

        由于本文任務(wù)設(shè)定為長(zhǎng)機(jī)執(zhí)行投彈攻擊任務(wù),僚機(jī)執(zhí)行照射目標(biāo)為激光制導(dǎo)導(dǎo)彈提供目標(biāo)指示任務(wù)。因此在tf0時(shí)刻長(zhǎng)機(jī)攻擊任務(wù)執(zhí)行完畢,攻擊軌跡對(duì)應(yīng)的時(shí)間段為t0~tf0,在此時(shí)間段內(nèi)僚機(jī)沒有任務(wù);從tf0時(shí)刻起僚機(jī)開始執(zhí)行照射任務(wù),起止時(shí)間為tf0~tf,而在此時(shí)間段內(nèi),長(zhǎng)機(jī)沒有任務(wù)。如果任務(wù)要求編隊(duì)在完成任務(wù)后,自行離開戰(zhàn)區(qū),則長(zhǎng)機(jī)先于僚機(jī)退出;如果任務(wù)要求編隊(duì)在完成任務(wù)后,仍以編隊(duì)共同離開,則長(zhǎng)機(jī)應(yīng)等待僚機(jī)完成任務(wù)。為優(yōu)化編隊(duì)攻擊軌跡,文中提出以任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)為界限,將任務(wù)軌跡分段進(jìn)行優(yōu)化,分為巡航段、任務(wù)段和撤出段。對(duì)于自行離開的情形,編隊(duì)只需要求僚機(jī)在武器投放時(shí)刻tf0到達(dá)指定位置即可;對(duì)于同時(shí)離開的情形,需考慮等待編隊(duì)成員完成任務(wù)并確保自身安全,情況更復(fù)雜,分段示意圖如圖5 所示。

        圖5 軌跡分段Fig.5 Trajectory subsection

        將任務(wù)軌跡分為3 段,用hp 自適應(yīng)偽譜法對(duì)每段求解,并注意使各段相連的端點(diǎn)的狀態(tài)一致,保證軌跡平滑連接,所得到的任務(wù)軌跡比不分段的情形結(jié)果更好。

        5 仿真結(jié)果及分析

        假設(shè)UCAV 編隊(duì)在位置(20 km,20 km,0 km)處發(fā)現(xiàn)一個(gè)恐怖份子活動(dòng)場(chǎng)所,類型為地面固定目標(biāo);在位置(10 km,20 km,0 km)和(23 km,15 km,0 km)發(fā)現(xiàn)雷達(dá)和防空導(dǎo)彈陣地,目標(biāo)類型為地面固定威脅。UCAV 部分參數(shù)如表1 所示。側(cè)滑角范圍假設(shè)為[-20°,20°],側(cè)滑角角速率范圍為[-10°/s,10°/s]. 威脅參數(shù)參考文獻(xiàn)[8],其余仿真參數(shù)如表2 所示。假設(shè)武器為某型半主動(dòng)激光制導(dǎo)導(dǎo)彈,其質(zhì)量為300 kg,飛行速度為360 m/s,投放時(shí)的姿態(tài)與載機(jī)脫離瞬間的姿態(tài)相同。目標(biāo)函數(shù)的加權(quán)系數(shù)設(shè)置為ω1=ω2=ω3=ω4=0.25.

        表1 UCAV 仿真模型參數(shù)Tab.1 Parameter values for UCAV simulation model

        表2 仿真參數(shù)Tab.2 Parameter values for simulation

        如圖6 所示為編隊(duì)成員間相對(duì)距離。

        圖6 相對(duì)距離隨時(shí)間變化曲線Fig.6 Relative distance vs. time

        由圖6 可看出,所規(guī)劃的軌跡滿足不碰撞的約束條件,即等效碰撞次數(shù)為0;值得注意的是在59 ~62 s 時(shí)間段內(nèi)相對(duì)距離變化劇烈,這是由于長(zhǎng)機(jī)在第50 s 發(fā)射導(dǎo)彈后,此后快速脫離攻擊區(qū),以尋求自身安全。仿真結(jié)果圖中各個(gè)狀態(tài)量用不同時(shí)間段表示:0 ~50 s 為第1 段,對(duì)應(yīng)50 s ~70 s 為第2 段,對(duì)應(yīng)70 s ~100 s 為第3 段。

        如圖7 所示為編隊(duì)二維平面軌跡和三維空間軌跡。

        圖7 編隊(duì)軌跡Fig.7 UCAV formation trajectory

        由圖7 可看出:長(zhǎng)機(jī)在(10 km,15 km,0.6 km)處發(fā)射武器后快速脫離,以避免進(jìn)入威脅區(qū);根據(jù)仿真設(shè)置的協(xié)同要素約束,僚機(jī)此時(shí)進(jìn)入任務(wù)位置(18 km,15 km,1 km),開始對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并保持恒定高度直至任務(wù)結(jié)束僚機(jī)此刻位于(25 km,20 km,1 km);可看出所規(guī)劃的軌跡比較光滑,能夠自然地銜接各個(gè)任務(wù)段。

        如圖8 所示為編隊(duì)狀態(tài)變量隨時(shí)間的變化曲線。

        圖8 編隊(duì)狀態(tài)參數(shù)變化曲線Fig.8 UCAV formation state parameters vs. time

        由圖8 可知,在規(guī)劃的整個(gè)飛行軌跡中,編隊(duì)的狀態(tài)量都保持在設(shè)定的范圍內(nèi),飛行姿態(tài)能夠滿足所有設(shè)定的機(jī)動(dòng)性能約束,任務(wù)所要求的姿態(tài)協(xié)同的約束條件也能夠滿足。注意圖8(d)中長(zhǎng)機(jī)質(zhì)量變化曲線在50 s 時(shí)出現(xiàn)落差,質(zhì)量突然減少,是由于長(zhǎng)機(jī)此刻投放武器。經(jīng)解算求得目標(biāo)函數(shù)值為61.438 4. 整個(gè)規(guī)劃時(shí)間為249.57 s,規(guī)劃時(shí)間較長(zhǎng),原因在于:1)編隊(duì)規(guī)劃問題約束條件多,所建立的數(shù)學(xué)模型維數(shù)大;2)采用的算法計(jì)算效率不足導(dǎo)致的。

        6 結(jié)論

        本文研究了UCAV 編隊(duì)協(xié)同對(duì)地攻擊軌跡規(guī)劃問題,從仿真結(jié)果看:建立的雙機(jī)編隊(duì)軌跡規(guī)劃數(shù)學(xué)模型是合理的,通過仿真驗(yàn)證了有效性;對(duì)整個(gè)軌跡按照任務(wù)進(jìn)行分段,并采用hp 自適應(yīng)偽譜法進(jìn)行解算,能夠得到編隊(duì)的最優(yōu)攻擊軌跡,且滿足給定的約束條件;建立的數(shù)學(xué)模型維數(shù)大,規(guī)劃時(shí)間長(zhǎng),不適合在線規(guī)劃。進(jìn)一步的研究重點(diǎn)將放在對(duì)模型和算法的改進(jìn)上,尋求滿足在線要求的規(guī)劃方法。

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