一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法

allin2026-06-12  24


本发明属于航空航天领域,具体涉及一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法。


背景技术:

1、高超声速飞行器是改变未来战争的杀手锏武器,凭借其超高声速飞行速度,可以在较短时间内对数千甚至上万公里以外的军事目标进行快速攻击,因此是国际上军备竞赛的焦点技术之一,极具重大战略意义。然而大空域、宽速域、高动态、多样化任务的特征使得高超声速飞行器本体/环境/任务充满干扰和不确定性,使其突防控制面临挑战。

2、国内外针对高超声速飞行器突防控制问题已开展了一定的方法研究。目前现有的弹道突防技术主要根据预先设定好的程序进行弹道机动,不具备智能性,一旦被拦截方辨识机动方式,则被拦截概率将大大增加。而博弈突防技术虽然能根据敌方机动方式进行智能机动突防,但并未充分考虑各类干扰和故障因素对博弈策略的影响,传统的突防控制方法对干扰的应对能力不足,在干扰下无法满足高超声速飞行器超稳、超快、超准的控制需求。为了保证高超声速飞行器实现突防,对拦截弹机动信息辨识是突防成功的关键前提,辨识结果将直接影响对拦截弹的轨迹预测,而在实际作战场景中,对拦截弹运动信息的测量往往存在误差。如何在测量误差干扰下设计抗干扰突防博弈控制策略,需要进一步深入研究。

3、综上所述,现有方法针对高超声速飞行器突防控制问题,对干扰的表征、影响机理分析和补偿控制尚有不足,为进一步提高高超声速飞行器的突防智能化、安全性和成功率,亟需提出一种新的高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法。


技术实现思路

1、针对现有高超声速飞行器突防策略无法解决对敌方拦截弹运动状态存在测量误差的问题,本发明提供一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,其为一种结合微分博弈和非线性干扰观测器的抗干扰突防策略,能够实时估计测量误差干扰并进行补偿,提升测量误差下的高超声速飞行器突防成功率,可用于战场环境下的突防策略设计。

2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:

3、针对考虑对敌方拦截弹运动状态存在测量误差的高超声速飞行器突防情形,本发明的一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法包括如下步骤:

4、第一步,根据高超声速飞行器的运动学和动力学模型,建立突防弹和拦截弹的相对运动学模型,在此基础上求解突防博弈模型,并完成测量误差的数学表征与建模;

5、第二步,根据测量误差干扰的上界,设计自适应干扰观测器和抗干扰控制律,保证干扰的实时估计和补偿;

6、第三步,根据突防博弈模型,设计微分对策制导律,得到攻防博弈双方的纳什均衡解;

7、第四步,根据自适应动态规划技术和评价神经网络,估计最优代价函数,基于干扰观测器求解得到抗干扰突防博弈策略。

8、本发明与现有技术相比的有益效果在于:

9、本发明提出了一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,控制器包含两部分具有复合结构,抗干扰控制器用于对测量误差的实时估计和补偿,保证了闭环系统的鲁棒性能,微分博弈控制器用于根据敌方拦截策略主动机动,保证了测量误差下规避拦截,提高了高超声速飞行器在战场复杂环境下的突防成功率;本发明不仅能够实现高超声速飞行器根据敌方机动策略智能自主调整突防制导律以主动规避拦截,还能够在突防过程中对敌方拦截弹运动状态测量误差进行实时补偿和估计,增加了高超声速飞行器系统的鲁棒性能,提升了突防成功率。



技术特征:

1.一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,其特征在于,所述第一步包括:

3.根据权利要求2所述的一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,其特征在于,所述第二步包括:

4.根据权利要求3所述的一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,其特征在于,所述第三步包括:

5.根据权利要求4所述的一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,其特征在于,所述第四步包括:


技术总结
本发明涉及一种高超声速飞行器的抗干扰突防博弈控制方法,属于航空航天领域。首先,建立高超声速飞行器突防博弈模型和测量误差干扰模型;其次,设计干扰观测器,对突防博弈模型中的测量误差干扰进行实时估计与补偿;然后,设计微分对策三维制导律,实现高超声速飞行器机动规避;最后,结合微分对策制导律与抗干扰控制律,通过合理选取观测器和控制器参数,保证闭环系统的稳定性。本发明基于微分对策和干扰观测器设计了抗干扰突防博弈控制算法,在攻防双方最优策略下通过主动机动实现测量误差干扰下的智能突防,提升了高超声速飞行器的抗干扰能力和突防效能。

技术研发人员:余翔,张泽君,王恩美,郭雷,仇萌琦,陈泽帅
受保护的技术使用者:北京航空航天大学杭州创新研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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