基于新特征参数的再入滑翔飞行器机动模式智能辨识

1

作者 贺杨超 李炯 +2 位作者 邵雷 周池军 张锦林 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期32-38,共7页

再入滑翔飞行器的机动模式辨识问题是拦截方实现对其轨迹预测的关键。提出了一组与飞行器轨迹机动特点贴合的特征参数,根据构建的RGV机动模式轨迹库,搭建了LSTM深度学习神经网络,实现了对RGV机动模式的智能辨识。与传统模式辨识方法和... 再入滑翔飞行器的机动模式辨识问题是拦截方实现对其轨迹预测的关键。提出了一组与飞行器轨迹机动特点贴合的特征参数,根据构建的RGV机动模式轨迹库,搭建了LSTM深度学习神经网络,实现了对RGV机动模式的智能辨识。与传统模式辨识方法和其他典型特征参数的辨识网络进行对比,结果显示文中所提特征参数在LSTM机动模式辨识网络训练中具有收敛速度快、辨识精度高和鲁棒性好的特点。 展开更多

关键词 再入滑翔飞行器 特征参数 机动模式 智能辨识

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再入滑翔飞行器俯冲段智能博弈机动策略 被引量：1

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作者 蒋庆吉 王小刚 +1 位作者 白瑜亮 李瑜 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期851-862,共12页

针对再入滑翔飞行器在俯冲段易受拦截器威胁这一问题,提出了一种智能博弈机动策略,可有效规避拦截威胁,并保证命中精度。首先,构建包括再入滑翔飞行器、典型拦截器等动力学、运动学和制导律模型的强化学习训练环境。其次,将飞行器运动... 针对再入滑翔飞行器在俯冲段易受拦截器威胁这一问题,提出了一种智能博弈机动策略,可有效规避拦截威胁,并保证命中精度。首先,构建包括再入滑翔飞行器、典型拦截器等动力学、运动学和制导律模型的强化学习训练环境。其次,将飞行器运动参数作为状态变量,将攻角和倾侧角的变化率设计为动作变量,以拦截器脱靶量和落点偏差设计奖励函数,将博弈机动问题转化为马尔科夫决策过程。为解决深度强化学习中的稀疏奖励问题,提高了较高优先级样本和成功样本的采样概率以加速策略提升,同时设计了一种基于任务成功率的自适应动作噪声,以改进深度确定性策略梯度算法的探索机制,提高了智能博弈机动策略的训练效率。最后,针对典型场景进行了数学仿真,结果表明提出的智能博弈机动策略在泛化场景下成功率仍大于90%,从而验证了方法的有效性和神经网络的泛化能力。 展开更多

关键词 再入滑翔飞行器 俯冲段 强化学习 博弈机动 深度确定性策略梯度

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基于快速落点预测的再入滑翔飞行器预测校正算法

3

作者 朱子巍 罗星宇 +1 位作者 张琳 韩晓阳 《战术导弹技术》 北大核心 2024年第5期130-138,共9页

针对再入滑翔飞行器制导的预测校正算法存在预测剩余航程积分时间长、迭代速度慢且预测落点波动等问题,提出一种基于快速落点预测的再入滑翔飞行器预测校正算法。通过建立飞行器飞行的可达域,分析不同初始状态各状态量与飞行器可达域关... 针对再入滑翔飞行器制导的预测校正算法存在预测剩余航程积分时间长、迭代速度慢且预测落点波动等问题,提出一种基于快速落点预测的再入滑翔飞行器预测校正算法。通过建立飞行器飞行的可达域,分析不同初始状态各状态量与飞行器可达域关键参数的函数关系;建立了落点位置与初始状态的近似函数关系,使得落点预测位置变化连续,提高了计算速度;通过在不同的禁飞区条件下进行仿真,并与其他预测校正类算法进行对比。仿真结果表明,所提方法的轨迹生成速度更快,能够更准确地实现飞行器制导。 展开更多

关键词 落点预测 再入滑翔飞行器 纵向制导 倾侧角 飞行可达域 预测校正 落点位置

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基于局部模型的再入滑翔类飞行器轨迹在线调整算法设计

4

作者 邵雷 李明杰 赵锦 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期64-72,共9页

针对再入滑翔类飞行器滑翔过程各种复杂条件不确定以及任务不确定问题,将轨迹离线优化与在线调整相结合,提出了一种基于局部模型的轨迹在线调整算法。该算法利用离线Radau伪谱函数表征飞行轨迹,构建轨迹局部模型,并通过轨迹约束空间离... 针对再入滑翔类飞行器滑翔过程各种复杂条件不确定以及任务不确定问题,将轨迹离线优化与在线调整相结合,提出了一种基于局部模型的轨迹在线调整算法。该算法利用离线Radau伪谱函数表征飞行轨迹,构建轨迹局部模型,并通过轨迹约束空间离散化形成局部模型集;在线运行过程中,引入模糊聚类思想,设计了一种基于模糊隶属度的局部模型子集构建与更新方法,根据实时飞行状态以及任务约束构建与更新局部模型子集,并采用加权融合方法实现轨迹在线生成。最后,通过仿真分析验证了算法的轨迹生成与在线调整性能。 展开更多

关键词 再入滑翔飞行器 在线轨迹生成 局部模型 任务不确定

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复杂约束条件下再入高超声速滑翔飞行器轨迹快速优化 被引量：3

5

作者 王路 邢清华 毛艺帆 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期839-846,862,共9页

作为直接法的典型代表,高斯伪谱方法在处理复杂约束条件(含路径点或禁飞区约束)下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时,仅能保证所得轨迹在各高斯节点处严格满足各项约束,而节点之间轨迹的可行性无法保证,为解决这一问题,文章提出改... 作为直接法的典型代表,高斯伪谱方法在处理复杂约束条件(含路径点或禁飞区约束)下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时,仅能保证所得轨迹在各高斯节点处严格满足各项约束,而节点之间轨迹的可行性无法保证,为解决这一问题,文章提出改进多阶段高斯伪谱方法。该方法首先使用新定义的两类节点(固定节点和虚拟节点)将轨迹分段,其中固定节点是用来保证路径点与高斯节点重合,虚拟节点则是用来保证禁飞区附近分布更多的高斯节点,此分段方式能保证所得轨迹在任意位置可行;然后,向各分段轨迹插入指定数目的高斯节点;最后,使用序列二次规划方法对此多阶段轨迹优化模型进行求解。仿真结果表明,改进多阶段高斯伪谱方法在处理复杂约束条件下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时快速有效。 展开更多

关键词 再入高超声速滑翔飞行器 轨迹优化 路径点 禁飞区 高斯伪谱方法

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再入滑翔式飞行器轨迹快速优化 被引量：2

6

作者 陈有荣 袁建平 罗建军 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2008年第6期47-51,共5页

为了满足再入滑翔飞行器轨迹实时生成的要求,提出了一种轨迹快速优化方法。在模型处理方面,根据再入飞行器运动的特点,对再入轨迹方程进行了合理的简化处理和无量纲化处理,使其更适合数值优化算法求解;在算法方面,采用乘子法对再入终端... 为了满足再入滑翔飞行器轨迹实时生成的要求,提出了一种轨迹快速优化方法。在模型处理方面,根据再入飞行器运动的特点,对再入轨迹方程进行了合理的简化处理和无量纲化处理,使其更适合数值优化算法求解;在算法方面,采用乘子法对再入终端约束进行处理,然后采用共轭梯度法求解最优的再入轨迹。仿真结果表明,这样处理只需10 s左右的时间便能产生一条满足约束条件的再入优化轨迹,验证了模型处理和算法的有效性、鲁棒性和可行性。 展开更多

关键词 再入滑翔式飞行器 再入轨迹 快速优化 乘子法

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滑翔再入飞行器的鲁棒自适应解耦控制(英文) 被引量：1

7

作者 周军 潘彦鹏 呼卫军 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第10期78-83,共6页

针对滑翔再入飞行器(GRV)的解耦控制问题,基于微分几何方法和自抗扰控制,提出了一种具有自抗扰能力的鲁棒自适应解耦控制方法,该方法通过扩张状态观测器改进精确线性化方法,将多变量耦合不确定性系统转化为自抗扰非交互式系统,并通过自... 针对滑翔再入飞行器(GRV)的解耦控制问题,基于微分几何方法和自抗扰控制,提出了一种具有自抗扰能力的鲁棒自适应解耦控制方法,该方法通过扩张状态观测器改进精确线性化方法,将多变量耦合不确定性系统转化为自抗扰非交互式系统,并通过自抗扰姿态稳定回路设计,改善解耦系统在不确定性和扰动条件下的鲁棒稳定性和控制品质,有效解决了GRV这类复杂系统的鲁棒解耦控制问题,并通过仿真研究验证了方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 滑翔再入飞行器 解耦控制 自抗扰控制 扩张状态观测器 鲁棒自适应

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高超声速滑翔再入飞行器的可达区快速预测 被引量：12

8

作者 吴楠 王锋 +1 位作者 赵敏 孟凡坤 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-6,共6页

防御方对来袭滑翔再入飞行器进行可达区的预测存在先验信息量不足且时效性要求高等难题。为此提出一种基于最优化飞行假设的可达区快速预测方法:仅需已知目标当前位置、速度与最大升阻比(可基于雷达探测数据通过实时弹道估计获得),基于... 防御方对来袭滑翔再入飞行器进行可达区的预测存在先验信息量不足且时效性要求高等难题。为此提出一种基于最优化飞行假设的可达区快速预测方法:仅需已知目标当前位置、速度与最大升阻比(可基于雷达探测数据通过实时弹道估计获得),基于平衡滑翔假设和最大横程的埃格斯解分别获得目标最大纵程和横程终点坐标,在经纬度二维平面内,可达区即可近似为以两个最大横程终点间线段为短轴、最大纵程终点到短轴距离为半长轴的半椭圆区域。仿真结果表明,与传统的数值优化方法和常倾侧角方法相比,提出的方法具有利用先验信息少、精度较高和运算量小的优点,可满足实时性要求。 展开更多

关键词 可达区 高超声速滑翔再入飞行器 平衡滑翔 最大升阻比

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临近空间高超声速再入滑翔目标跟踪模型 被引量：5

9

作者 张裕禄 毕红葵 +1 位作者 叶泽浩 李凡 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第5期33-39,共7页

针对临近空间高超声速再入滑翔飞行器(HRGV)的跳跃滑翔跟踪问题,建立一种新型跟踪模型。首先对目标进行受力分析并结合HRGV横、纵向运动特性得到各方向气动加速度特性;在此基础上将气动加速度中的阻力和爬升力加速度建模为正弦自相关模... 针对临近空间高超声速再入滑翔飞行器(HRGV)的跳跃滑翔跟踪问题,建立一种新型跟踪模型。首先对目标进行受力分析并结合HRGV横、纵向运动特性得到各方向气动加速度特性;在此基础上将气动加速度中的阻力和爬升力加速度建模为正弦自相关模型,转弯力加速度建模为一阶马尔科夫模型;然后采用一种分离滤波模型对目标状态和气动加速度分别进行估计,推导得出状态滤波模型和气动加速度滤波模型表达式。仿真实验结果表明,相比该类目标的其他跟踪算法,该算法的跟踪精度有一定提高,此模型优越性较强。 展开更多

关键词 高超声速再入滑翔飞行器 运动特性 目标跟踪 分离滤波

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基于固定目标可达区域的滑翔轨迹优化研究

10

作者 洪蓓 辛万青 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第10期2814-2816,2844,共4页

目标点固定情况下机动能力评估是滑翔飞行器研究的关键技术之一,基于传统可达区域的概念给出了固定目标可达区域的定义及求解方法,在此基础上给出了合理的航路点和绕飞区约束,对满足航路点和绕飞区约束的最短时间轨迹优化问题进行了研究... 目标点固定情况下机动能力评估是滑翔飞行器研究的关键技术之一,基于传统可达区域的概念给出了固定目标可达区域的定义及求解方法,在此基础上给出了合理的航路点和绕飞区约束,对满足航路点和绕飞区约束的最短时间轨迹优化问题进行了研究,结果表明飞行器可有效实施S型机动飞行,充分体现了滑翔式飞行器的优势;对于10 000km以外的目标,整个飞行时间小于2 500s,可实现多个航路点的载荷投递及侦察任务,并能对多个绕飞区实施有效规避。 展开更多

关键词 滑翔式再入飞行器 固定目标可达区域 轨迹优化

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基于随机森林的HRGV滑翔段飞行状态识别 被引量：2

11

作者 张裕禄 毕红葵 +1 位作者 叶泽浩 李凡 《战术导弹技术》 北大核心 2020年第2期1-8,21,共9页

针对临近空间高超声速再入滑翔飞行器(Hypersonic Reentry-Glide Vehicle,HRGV)滑翔段飞行状态识别问题,提出了一种基于随机森林的识别方法。首先将目标的飞行状态分为6类,通过运动方程生成具有代表性的飞行数据;其次分析了目标运动特性... 针对临近空间高超声速再入滑翔飞行器(Hypersonic Reentry-Glide Vehicle,HRGV)滑翔段飞行状态识别问题,提出了一种基于随机森林的识别方法。首先将目标的飞行状态分为6类,通过运动方程生成具有代表性的飞行数据;其次分析了目标运动特性,利用运动参数构造特征属性并对其进行处理和筛选,得到最终样本数据。为实现雷达跟踪轨迹的飞行状态识别,将雷达跟踪数据进行平滑处理,经坐标变换后得到运动参数估计结果,并用训练好的分类器识别目标的飞行状态。试验结果表明,所设计的随机森林分类器识别精度较高,但当运动参数的估计存在误差时,识别精度会有一定程度的下降。 展开更多

关键词 高超声速再入滑翔飞行器 随机森林算法 飞行状态识别 数据平滑处理 雷达

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特征趋势分区Gauss伪谱法解再入轨迹规划问题 被引量：4

12

作者 呼卫军 卢青 +1 位作者 常晶 周军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3338-3348,共11页

针对强约束下的滑翔再入轨迹规划问题,采用基于特征趋势分区的Gauss伪谱法将连续最优问题转换为多个并行非线性规划问题并对其进行求解。针对传统拟谱方法在处理状态受限时,非平滑最优控制解难以收敛的问题,引入Sobolev空间证明了分区... 针对强约束下的滑翔再入轨迹规划问题,采用基于特征趋势分区的Gauss伪谱法将连续最优问题转换为多个并行非线性规划问题并对其进行求解。针对传统拟谱方法在处理状态受限时,非平滑最优控制解难以收敛的问题,引入Sobolev空间证明了分区并行的收敛性和一致性。基于Letts准则提出了非连续特征趋势提取方法,通过分析离散点配置导数进行了可变分区的迭代设定,并结合导数变化趋势给出了各分区的动态配点数。利用不同阶次的多项式进行精度逼近,保证了在考虑多项强约束条件下弹道规划的可行解获取。结合状态分区的策略进行离线状态的分解,提高了计算效率。最终针对典型的再入应用进行了轨迹规划应用。仿真结果表明,所提出的方法可有效应对多种约束条件,能够根据飞行器的气动能力规划出可行的轨迹,过程条件满足约束,且可适应气动力20%的拉偏范围。 展开更多

关键词 再入轨迹 强约束 滑翔再入飞行器 GAUSS伪谱法 特征趋势分区

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