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多弹动态网络建模与协同制导方法研究

杨保建  
【摘要】:随着现代战争中导弹防御系统的不断完善,对单枚导弹突防能力的要求越来越高。以网络为中心的多弹协同作战可及时获取战场形势,并进行态势重构,多弹能在同一时间从不同方向对目标进行协同末制导打击,完成单枚导弹不能完成的战术任务。因此对多弹协同控制的研究具有军事意义。为了解决作战环境中多弹编队协同攻击目标问题,针对多弹的动态网络和协同制导方面进行研究,主要研究工作包括以下几方面内容:1.在对目前导弹作战网络建模方法和国内外研究现状全面分析的基础上,讨论了现有的导弹系统动态网络主要包含的要素,利用基于图论的网络分析方法,将导弹作为网络节点,建立了导弹网络模型,包括网络故障模型和抗毁性模型,并对导弹网络通信拓扑的连通性进行分析,根据导弹网络的连通情况进一步对多弹的飞行状态进行分析。2.对导弹和目标的运动模型及单枚导弹的比例导引律进行分析,利用四阶经典龙格-库塔法,对不同比例系数下的二维弹道进行了数值仿真,得到了比例系数越大弹道就越弯曲,系数越小弹道就越平直的结论,为多弹协同制导律的设计提供依据。对于多弹协同制导方法研究,通过在传统比例导引律的基础上添加时间的修正项,来对协同制导方法进行改进,通过仿真试验,可以满足多弹导引时间的协同。3.以多枚导弹协同攻击航母为背景,在导弹网络不完全连通和恢复网络连通后的两种情况下,对导弹的协调状态进行数值仿真,仿真结果验证了网络恢复后导弹能协调一致。在两种网络情况下,对6枚导弹末制导协同进行仿真,仿真结果表明不完全连通的情况下导弹协同时间未能满足要求;恢复网络连通后,导弹方向角趋于一致,导弹和目标距离逐渐减小,且期望导引时间与导引时间的差距逐渐减小,验证了协同制导方法的可行性与有效性。


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