隨著美國(guó)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的日益完善,考慮到日益復(fù)雜的空間作戰(zhàn)環(huán)境,各國(guó)之間彈道導(dǎo)彈的攻防對(duì)抗問(wèn)題已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)白熱化的階段。本文以三體攻防對(duì)抗為研究對(duì)象,結(jié)合動(dòng)態(tài)博弈論,提出了一種基于微分對(duì)策的導(dǎo)彈主動(dòng)防御策略。為了保護(hù)目標(biāo)導(dǎo)彈遠(yuǎn)離敵方導(dǎo)彈防御系統(tǒng)發(fā)射的攻擊導(dǎo)彈威脅,在不影響自身制導(dǎo)律的前提下,目標(biāo)導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)躲避的同時(shí),發(fā)射一個(gè)防御導(dǎo)彈去攔截攻擊導(dǎo)彈來(lái)保護(hù)自身的安全,而這三個(gè)導(dǎo)彈之間的合作對(duì)抗過(guò)程,就是一個(gè)動(dòng)態(tài)的博弈過(guò)程,為了分析這個(gè)問(wèn)題,我們假設(shè)各導(dǎo)彈沒(méi)有飽和限制,并且利用理想的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行建模分析,并且各導(dǎo)彈之間能夠全完獲取其他導(dǎo)彈的信息�；谝陨霞僭O(shè),本文主要開(kāi)展了以下的研究工作:首先,建立三體運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。在不需要知道導(dǎo)彈制導(dǎo)律的情況下,利用任意階動(dòng)力學(xué)模型去描述導(dǎo)彈的飛行,根據(jù)相應(yīng)的幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系,推導(dǎo)出時(shí)變的非線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,選擇合適的狀態(tài)變量,將其轉(zhuǎn)換成狀態(tài)空間方程的形式。其次,推導(dǎo)導(dǎo)彈最優(yōu)合作策略,并對(duì)策略解進(jìn)行分析。推導(dǎo)了目標(biāo)導(dǎo)彈和攻擊導(dǎo)彈一對(duì)一的傳統(tǒng)線(xiàn)性二次型微分對(duì)策模型解,以及目標(biāo)導(dǎo)彈發(fā)射防御導(dǎo)彈的兩隊(duì)三體線(xiàn)性二次型微分對(duì)策模型解,并對(duì)模型解進(jìn)行了分析。然后,對(duì)比傳統(tǒng)的一對(duì)一微分對(duì)策和三體合作的微分對(duì)策。以推導(dǎo)的微分對(duì)策解為基礎(chǔ),對(duì)兩種微分對(duì)策模型進(jìn)行仿真分析,在飛行軌跡、過(guò)載、零控脫靶量和能量消耗等指標(biāo)上,對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。最后,研究這種基于微分對(duì)策的主動(dòng)防御技術(shù)的影響因素。在實(shí)際的作戰(zhàn)背景中,導(dǎo)彈飛行特性以及信息共享程度會(huì)受到很多因素的影響,所以通過(guò)具體的實(shí)戰(zhàn)情景仿真,分析不同影響因素對(duì)這種合作策略的影響,如:導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)能力、信息共享的程度和目標(biāo)協(xié)作機(jī)動(dòng)程度等。通過(guò)以上的研究工作,我們發(fā)現(xiàn)這種基于微分對(duì)策的導(dǎo)彈主動(dòng)防御策略有大的優(yōu)勢(shì),可以自主選擇攔截時(shí)間,并減少對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)的需求,通過(guò)參數(shù)控制,可以選擇最優(yōu)的制導(dǎo)策略,提高容錯(cuò)率等。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：TJ765.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 彈道導(dǎo)彈突防技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 彈道導(dǎo)彈突防技術(shù)
        1.2.2 多彈協(xié)同攔截技術(shù)
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 導(dǎo)彈主動(dòng)防御問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 基本坐標(biāo)及坐標(biāo)變換
        2.2.1 基本坐標(biāo)系
        2.2.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
    2.3 動(dòng)力學(xué)及相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型
        2.3.1 兩體問(wèn)題動(dòng)力學(xué)模型及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系
        2.3.2 三體問(wèn)題非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        2.3.3 線(xiàn)性化運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
    2.4 對(duì)策數(shù)學(xué)模型
        2.4.1 末端攔截時(shí)間
        2.4.2 零控脫靶量
        2.4.3 二次型目標(biāo)函數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 線(xiàn)性二次型微分對(duì)策制導(dǎo)策略
    3.1 引言
    3.2 微分對(duì)策最優(yōu)控制解
    3.3 線(xiàn)性二次型微分對(duì)策制導(dǎo)策略
        3.3.1 一對(duì)一的線(xiàn)性二次型微分對(duì)策制導(dǎo)
        3.3.2 合作的線(xiàn)性二次型微分對(duì)策制導(dǎo)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 主動(dòng)防御的合作微分對(duì)策制導(dǎo)
    4.1 引言
    4.2 零滯后動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型
    4.3 不同情景下的微分對(duì)策制導(dǎo)策略
        4.3.1 信息共享的協(xié)同微分對(duì)策制導(dǎo)策略
        4.3.2 目標(biāo)機(jī)動(dòng)協(xié)同微分制導(dǎo)策略
        4.3.3 不同防御彈機(jī)動(dòng)能力下的合作微分對(duì)策制導(dǎo)
    4.4 比例導(dǎo)引和合作微分對(duì)策制導(dǎo)策略對(duì)比
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


本文編號(hào)：2866319