本申請(qǐng)涉及飛行器控制，特別是涉及一種基于最小化零控脫靶量的多對(duì)多任務(wù)分配方法。

背景技術(shù)：

1、隨著協(xié)同技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)地飽和打擊是一種增強(qiáng)殺傷、提高突防的有效手段。而站在防御方角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)多來襲目標(biāo)有效任務(wù)分配并攔截面臨巨大挑戰(zhàn)。目前已有方法建模存在二維線性假設(shè)問題，分配方法多基于智能手段，包括遺傳、粒子群、深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等，存在計(jì)算耗時(shí)低效、需要大量數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性不強(qiáng)等問題，攔截制導(dǎo)律在視線方向投影不足導(dǎo)致攔截效率低下等問題。因此，亟待提出一種高效的三維攔截多對(duì)多任務(wù)分配方法以及有效消除零控脫靶量的制導(dǎo)律。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種基于最小化零控脫靶量的多對(duì)多任務(wù)分配方法。

2、一種基于最小化零控脫靶量的多對(duì)多任務(wù)分配方法，所述方法包括：

3、建立三維彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，推導(dǎo)零控脫靶量的解析式與動(dòng)力學(xué)方程；

4、根據(jù)末制導(dǎo)初始條件和所述零控脫靶量解析式，計(jì)算各攔截彈與目標(biāo)之間的零控脫靶量值；

5、根據(jù)預(yù)先設(shè)置的攔截任務(wù)，構(gòu)建中間矩陣，將匈牙利算法的代價(jià)矩陣作為矩陣元素填充至所述中間矩陣，得到統(tǒng)一代價(jià)矩陣；

6、將所述零控脫靶量值代入所述統(tǒng)一代價(jià)矩陣中，基于匈牙利算法生成多對(duì)多任務(wù)分配方案；

7、設(shè)計(jì)消除零控脫靶量的改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引律，采用所述改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引律，實(shí)現(xiàn)所述多對(duì)多任務(wù)分配方案。

8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括：構(gòu)建三維彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程為：

9、

10、其中，air、aiq、aiω，i＝t、m分別表示目標(biāo)與攔截彈加速度在er、eq、eω方向的投影，ωs與ωs分別表示視線與平面的旋轉(zhuǎn)角速率。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括：根據(jù)預(yù)先設(shè)置的攔截任務(wù)，構(gòu)建k行l(wèi)列的中間矩陣；其中，k表示每個(gè)目標(biāo)需要k個(gè)攔截彈攔截，l表示每個(gè)攔截彈需要攔截l個(gè)目標(biāo)；

12、構(gòu)建匈牙利算法的代價(jià)矩陣j＝[jij]，將匈牙利算法的代價(jià)矩陣作為矩陣元素填充至所述中間矩陣，在補(bǔ)零后，得到了km×ln的統(tǒng)一代價(jià)矩陣。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括：獲取廣義微分幾何制導(dǎo)為：

14、

15、其中，nm為速度法向；

16、根據(jù)所述廣義微分幾何制導(dǎo)得到改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引律為：

17、

18、選取指令施加方向?yàn)槿S純比例導(dǎo)引方向：

19、

20、上述一種基于最小化零控脫靶量的多對(duì)多任務(wù)分配方法，首先建立三維彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，推導(dǎo)零控脫靶量解析式與動(dòng)力學(xué)方程，分析零控脫靶量與制導(dǎo)指令各分量關(guān)系；其次，根據(jù)末制導(dǎo)初始條件計(jì)算各攔截彈與目標(biāo)之間的零控脫靶量值；而后，改進(jìn)匈牙利算法的代價(jià)矩陣形式，使之適應(yīng)多對(duì)多任務(wù)目標(biāo)分配任務(wù)；接著，將彈目之間零控脫靶量計(jì)算值代入改進(jìn)代價(jià)矩陣中，基于匈牙利算法生成多對(duì)多任務(wù)分配方案；進(jìn)而，設(shè)計(jì)有效抑制零控脫靶量的改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引律；最后，根據(jù)攔截彈采用改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引進(jìn)行制導(dǎo)，根據(jù)分配方案對(duì)所分配目標(biāo)進(jìn)行攔截。相較于基于二維線性化、復(fù)雜智能算法以及傳統(tǒng)制導(dǎo)律的多目標(biāo)分配與攔截方法，所提方法采用了三維非線性模型，改進(jìn)匈牙利算法的分配結(jié)果求解速度遠(yuǎn)高于智能算法，求解結(jié)果可使得攔截零控脫靶量最低，所設(shè)計(jì)制導(dǎo)律采用了先進(jìn)的廣義微分幾何制導(dǎo)形式可有效消除零控脫靶量，增大攔截成功率。

技術(shù)特征：

1.一種基于最小化零控脫靶量的多對(duì)多任務(wù)分配方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建三維彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，推導(dǎo)零控脫靶量解析式，根據(jù)所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)零控脫靶量的動(dòng)力學(xué)方程，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)先設(shè)置的攔截任務(wù)，構(gòu)建中間矩陣，將匈牙利算法的代價(jià)矩陣作為矩陣元素填充至所述中間矩陣，得到統(tǒng)一代價(jià)矩陣，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，設(shè)計(jì)控制零控脫靶量的改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引律，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種基于最小化零控脫靶量的多對(duì)多任務(wù)分配方法。所述方法包括：建立三維彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，推導(dǎo)零控脫靶量的解析式與動(dòng)力學(xué)方程。根據(jù)末制導(dǎo)初始條件和所述零控脫靶量解析式，計(jì)算各攔截彈與目標(biāo)之間的零控脫靶量值；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的攔截任務(wù)，構(gòu)建中間矩陣，將匈牙利算法的代價(jià)矩陣作為矩陣元素填充至所述中間矩陣，得到統(tǒng)一代價(jià)矩陣；將所述零控脫靶量值代入所述統(tǒng)一代價(jià)矩陣中，基于匈牙利算法生成多對(duì)多任務(wù)分配方案；設(shè)計(jì)控制零控脫靶量的改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引律，采用所述改進(jìn)現(xiàn)實(shí)真比例導(dǎo)引律，實(shí)現(xiàn)所述多對(duì)多任務(wù)分配方案。采用本方法能夠有效消除零控脫靶量，增大攔截成功率。

技術(shù)研發(fā)人員：白顯宗,李東澤,蘇文山,宗康,陳磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍軍事科學(xué)院國防科技創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8