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当期目录

    2024年 第52卷 第2期    刊出日期:2024-04-28
    上一期   
    空天防御体系与武器
    智能化空天防御作战体系架构设计方法研究
    李小波, 王蒙一, 廖咏一, 黄智捷, 王涛, 王维平
    2024, 52(2):  1-12.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.001
    摘要 ( 1389 )   HTML ( 1385 )   PDF (2546KB) ( 2037 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    在潜在威胁日趋智能化和当前智能技术不断进步的双重推动下,空天防御作战体系不是装备和技术的线性叠加与机械堆砌,而是一个各作战要素有机融合、动态适变与持续演进的综合智能体。在分析智能化空天防御作战体系特征的基础上,创新智能化设计范式与理念,提出一种基于智能体网络的体系架构设计方法,从兵力节点、兵力关系、适变机制3个方面探讨了智能化赋能架构设计的关键技术。该方法为空天防御力量的顶层设计提供了智能化方法参考,有助于提升空天防御作战体系建设与运用的智能化、网络化水平。

    空射诱饵弹对地面防空装备作战使用影响研究
    吴静, 庄亚强, 倪鹏, 蔡海锋, 李森
    2024, 52(2):  13-21.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.002
    摘要 ( 1285 )   HTML ( 107 )   PDF (2426KB) ( 565 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    空射诱饵弹(miniature air launched decoy,MALD)可诱骗地面防空雷达开机,消耗防空弹药,降低地面防空装备作战效能,提升空中编队突防能力。在梳理空射诱饵弹发展概况基础上,分析空射诱饵弹目标特性,构建典型作战运用场景,开展MALD对制导雷达探测跟踪性能和拦截效能影响分析,采用理论分析和动态仿真的方法研究了空射诱饵弹实施远距离欺骗、抵近干扰对制导雷达探测跟踪性能的影响,采用排队论方法分析MALD对空中编队突防效能的影响。研究结论可为空射诱饵弹战术运用提供参考。

    飞行器技术
    垂发冷弹射导弹四推冲器转弯动力学研究
    孙晓峰, 李毅, 郭一达
    2024, 52(2):  22-32.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.003
    摘要 ( 1327 )   HTML ( 81 )   PDF (1992KB) ( 295 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对四推冲器转弯控制技术与其他垂发冷弹射导弹转弯控制技术存在较大差异的问题,建立了导弹的转弯段线运动方程、姿态运动方程和待转信息方程;设计了转弯时序,通过引入预估模型及相应判据设计了转弯控制策略;并基于上述策略开展了参数匹配研究;通过简易装置实现了弹体轴线的大范围调节。通过仿真算例验证了所提出参数匹配关系以及转弯控制策略的有效性。

    高超声速飞行器发汗冷却系统自抗扰控制研究
    易鑫, 王春彦, 董伟, 张鹏宇, 黎晓健, 王佳楠, 邓方
    2024, 52(2):  33-41.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.004
    摘要 ( 1229 )   HTML ( 79 )   PDF (904KB) ( 251 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真。该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数据中提取干扰信息并进行补偿,实现对热流干扰的抑制。仿真结果表明,针对发汗冷却系统设计的自抗扰控制器,能够实现对参考温度的快速跟踪;且相较于传统的PID控制,温度响应没有超调;在有外界热流干扰时,具有较强的鲁棒性和适应性,可以为发汗冷却控制系统的工程应用提供一定参考。

    采用瞄准式杀伤技术的防空导弹总体问题研究
    王志达, 薛林, 陈阳阳, 李建国
    2024, 52(2):  42-52.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.005
    摘要 ( 1263 )   HTML ( 72 )   PDF (2061KB) ( 333 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    定向战斗部技术是利用目标方位信息通过导弹弹体变化或战斗部起爆逻辑控制改变爆破方向以取得最大毁伤效果的新型杀伤技术,是未来新一代防空导弹实现能力跨越的关键技术之一。以装备有径向转向式定向战斗部的瞄准杀伤式防空导弹为研究对象,着重研究了相关总体问题。研究了补偿导弹法向过载的脱靶信息预测方法,满足了瞄准式杀伤提前获取脱靶信息的需求;研究了预测着靶点的散布规律和预测模糊问题的形成机理,为解决模糊问题提供了理论支撑;研究了小脱靶量遭遇时的瞄准精确度提升方法;对瞄准杀伤式防空导弹实例进行了仿真。

    基于可达区预测的高速机动目标多弹拦截决策
    李昊键, 黎克波, 梁彦刚
    2024, 52(2):  53-62.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.006
    摘要 ( 1275 )   HTML ( 68 )   PDF (1215KB) ( 397 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对大气层内高速机动目标的多弹拦截问题,提出了一种基于可达区预测的多弹拦截决策方法。基于机动能力分析与曲线拟合方法建立了拦截弹可达区的解析模型,可实现在给定发射点与预测命中点后拦截弹可达区边界生成;结合进攻弹的可达区快速预测方法,将高速机动目标的多弹拦截决策转化为攻防可达区覆盖优化问题,设计寻优算法并求解得到使用最少拦截弹覆盖最大范围进攻弹可达区的多弹拦截策略;通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

    军事智能
    部分可观测条件下的策略迁移强化学习方法
    王忠禹, 徐晓鹏, 王东
    2024, 52(2):  63-71.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.007
    摘要 ( 1300 )   HTML ( 66 )   PDF (1659KB) ( 296 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对多智能体强化学习算法在部分可观测条件下难以形成有效协同策略的问题,基于集中式训练与分散式执行范式(CTDE)提出一种策略迁移强化学习方法。该方法在全局观测下训练可以探索到良好协同策略的教师模块,在部分可观测条件下,学生模块依据最大化累计回报的期望为目标函数在线训练的同时,利用策略蒸馏技术从教师模块进行策略迁移,并自适应调整教师策略对学生策略的影响比重。在多个地图场景中对所提出的方法进行仿真验证,实验结果表明部分可观测条件下学生模块的胜率高于所对比的基线算法的胜率。研究成果可以应用于多智能体合作任务,提升智能体在分散式执行时的协同性能。

    导航、制导与控制
    导弹稳定控制中陷波滤波器的离散化研究
    苏日新, 张欧
    2024, 52(2):  72-78.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.008
    摘要 ( 1097 )   HTML ( 50 )   PDF (1067KB) ( 253 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    开展导弹稳定控制设计时,通常采用陷波滤波器对弹体弹性振动频率进行抑制,保证控制系统的弹体弹性稳定性。介绍了陷波滤波器的基本原理,针对陷波滤波器离散化设计带来的频率畸变问题,提出了一种改进预畸变双线性变换法,在不改变陷波滤波器阻尼比值的基础上,通过调节阻尼大小实现频率畸变的补偿。与传统离散化方法相比,所提出的方法既补偿了畸变频率,又保证了陷波宽度和相位特性与连续域相同,具有操作简单、适用性强等优点。

    柔性航天器的H状态反馈控制器设计
    赵新华, 汪康, 高长生
    2024, 52(2):  79-86.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.009
    摘要 ( 1077 )   HTML ( 51 )   PDF (1283KB) ( 205 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    当柔性航天器工作时,由于液体燃料的晃动与重力梯度等外界环境干扰,导致航天器系统出现强非线性以及强耦合性等特点,因此如何控制其姿态偏转一直是极具难点的问题。为了解决此问题,设计了一种H状态反馈控制器,重新定义了柔性航天器的动力学模型中的综合扰动项,结合运动学模型描绘了柔性航天器的数学模型表达式。将柔性航天器的数学模型改写成了H状态反馈控制数学模型。使用数学理论验证了控制器理论可用性,通过仿真软件对处于H状态反馈控制律下的柔性航天器数学模型进行仿真。结果表明,设计的H状态反馈控制器可以有效地实现柔性航天器的姿态稳定,振动抑制,具有实际价值。

    基于干扰补偿的四旋翼无人机轨迹跟踪控制
    范文茹, 刘权威, 田栢苓
    2024, 52(2):  87-93.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.010
    摘要 ( 169 )   HTML ( 4 )   PDF (1477KB) ( 396 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对带有未知外部扰动的四旋翼无人机轨迹稳定跟踪问题,设计了一种基于干扰补偿的控制策略。针对四旋翼无人机位置环设计PID位置控制器,并基于干扰估计器对外部干扰进行补偿。通过姿态解算得到期望姿态,并针对四旋翼无人机姿态环设计具有强鲁棒性能的INDI姿态控制器,通过Simulink进行仿真对比试验。实验结果表明,该控制策略可实现带有未知外部扰动条件下的四旋翼无人机轨迹跟踪能力。

    一种基于扰动补偿的机弹协同LOS主动防御制导律
    王捷, 刘俊辉, 陈昊, 赵琦, 刘维
    2024, 52(2):  94-103.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.011
    摘要 ( 119 )   HTML ( 3 )   PDF (1390KB) ( 183 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    随着无人技术和军事科技发展,无人近距空战引起了世界军事强国的广泛关注。面临高速大机动能力来袭导弹的威胁,传统的抛洒箔条或释放热焰弹等被动防御措施无法确保目标飞行器安全逃逸,通过发射拦截弹协同目标飞行器机动实施的主动防御是一种可行的方法。由于来袭导弹机动能力较强且加速度信息未知,是目标飞行器-拦截弹制导律协同设计的难点。提出一种基于扰动补偿的LOS主动防御拦截制导律,通过设计一种非线性扰动观测器来估计来袭弹产生的机动的影响,并在机弹协同LOS主动防御制导律设计中补偿。通过仿真算例验证了所提方法能够有效拦截具有未知机动能力的来袭导弹,为研究三体攻防问题提供了一定的参考。

    有向切换拓扑条件下针对机动目标的分布式协同制导方法
    董晓飞, 郝明瑞, 任章
    2024, 52(2):  104-114.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.012
    摘要 ( 110 )   HTML ( 5 )   PDF (1328KB) ( 184 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对多飞行器对机动目标的协同制导问题,在视线坐标系下建立飞行器-目标相对运动模型,在此基础上将协同制导问题分为视线角协同以及命中时间协同2个子问题。基于扩张状态观测器分别在视线方向以及视线法向设计了分布式协同制导律。通过一致性分析证明了所设计的制导律在有向切换拓扑条件下的收敛性,并通过数值仿真的方式进一步验证了制导律的有效性。

    高超声速飞行器改进阻力加速度剖面设计
    王哲浩, 李田, 闫海冬, 胡玉东, 高长生
    2024, 52(2):  115-123.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.013
    摘要 ( 141 )   HTML ( 5 )   PDF (1178KB) ( 306 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    针对高超声速飞行器在滑翔段标称轨迹制导过程中的阻力加速度剖面设计问题,提出了一种改进的阻力加速度剖面设计方法。为增大飞行器滑翔段航程,改善飞行状态参数,设计了以能量倒数为自变量的二次函数形式剖面,通过改变剖面中点处阻力加速度值的方式对剖面形状进行调整,以满足高超声速飞行器各项约束。仿真结果表明,与传统二次函数阻力加速度剖面进行对比,该阻力加速度剖面能够增加最大滑翔距离,并改善飞行状态参数,能支持飞行器完成禁飞区绕飞任务。

    状态约束下的多飞行器有限时间姿态一致性控制
    王利楠, 温广辉, 伊枭剑
    2024, 52(2):  124-131.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.014
    摘要 ( 123 )   HTML ( 2 )   PDF (1197KB) ( 160 )  
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    执行机构的物理限制等因素的影响,多飞行器姿态一致性控制面临姿态和角速度约束的挑战,加大了设计有效姿态一致性控制器的技术难度。针对此问题,提出了一种状态约束(含姿态和角速度约束)下的多飞行器有限时间姿态一致性控制器。利用非光滑理论和代数图论的知识设计了一类有限时间姿态一致性控制策略,并结合障碍Lyapunov函数技术构建了一类新颖的姿态一致性跟踪控制器。理论分析表明,提出的控制器能够在满足姿态和角速度约束条件下实现所有飞行器的姿态在有限时间内跟踪到期望姿态值。该方法具备结构简单、自定义约束适应性强和快速收敛等优点。仿真结果表明,所提的方法能够在满足姿态和角速度约束的条件下实现多飞行器对期望姿态的有限时间一致性跟踪。

    目标特性与探测跟踪技术
    基于滚动时域估计的高超声速飞行器轨迹跟踪
    臧红岩, 王凯, 高长生, 荆武兴, 王越欣
    2024, 52(2):  132-144.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.015
    摘要 ( 194 )   HTML ( 11 )   PDF (2215KB) ( 268 )  
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    针对高超声速飞行器高精度轨迹跟踪问题,提出一种将滚动时域估计与交互式多模型算法相结合的强机动目标轨迹跟踪算法。给出了半速度系下的高超声速飞行器滑翔段运动模型及量测模型。利用滚动时域估计方法将状态估计问题转化为有约束的优化问题,并充分考虑飞行器滑翔段物理约束。在此基础上,为应对目标不同机动模式,借助交互式多模型算法思想建立模型集对其进行近似。分别在机动模式不变和机动模式突变的情况下对算法进行了验证。结果表明,新算法采用多个模型并行估计,即时调整模型概率后进行融合输出,能够有效避免目标跟踪模型失配,可显著提高对于高超声速飞行器这类强机动目标的轨迹跟踪精度。

    变极化干扰对雷达旁瓣对消的干扰机理
    王肖洋
    2024, 52(2):  145-150.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.016
    摘要 ( 142 )   HTML ( 1 )   PDF (796KB) ( 162 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    随着雷达干扰技术向全极化发展,厘清极化干扰机理对发展极化干扰技术至关重要。通过引入极化匹配系数,优化了雷达旁瓣对消多通道接收和处理模型,推演了变极化干扰条件下雷达旁瓣干扰对消比变化的数学模型,并给出了部分数学仿真校验和实测实验结果,可为量化分析变极化干扰对雷达旁瓣对消的干扰机理提供理论参考。

    仿真技术
    空天目标雷达智能识别仿真系统设计与实现
    艾小锋, 吴静, 张静克, 朱义奇, 徐志明, 吴其华
    2024, 52(2):  151-162.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.017
    摘要 ( 216 )   HTML ( 21 )   PDF (3153KB) ( 326 )  
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    雷达智能识别方法训练、测试与评估通常需要构建大样本的数据集,如何快速获得有效的数据集是亟待解决的问题。分析了空天目标雷达智能识别系统应用场景,并结合应用需求给出了空天目标雷达智能识别仿真系统建设思路;采用组件化、模块化设计方法,设计空天目标雷达智能识别仿真系统框架,构建空天目标智能识别仿真系统,快速准确模拟空天目标电磁特性和动态回波,具有可扩展、可重构能力。仿真结果和初步应用表明,该系统可用于不同应用场景下空天目标雷达智能识别方法的测试与评估。

    空中目标动态电磁散射数据仿真系统设计与实现
    商城, 徐志明, 张杨, 张楷煜, 吴其华, 朱义奇, 艾小锋
    2024, 52(2):  163-171.  doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.018
    摘要 ( 149 )   HTML ( 9 )   PDF (2850KB) ( 215 )  
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    电磁散射数据是目标识别研究的基础,但由于试验测量成本高、可重复性差等问题,空中目标电磁散射实测数据十分有限。基于去遮挡的N点模型和电磁计算数据插值研究了空中目标动态电磁散射数据仿真方法,设计了空中目标动态电磁数据仿真系统,该系统将电磁散射仿真与实际飞行场景相结合,支持场景自定义和空中目标三维模型库扩展。分析了飞机和巡航导弹2类目标仿真数据及成像结果,结果验证了仿真方法正确性和系统有效性,可为研究实际场景下的空中目标识别提供支撑。