精确制导炸弹攻击大范围分布目标的控制方法研究

摘要随着精确制导炸弹的出现和应用，如何控制多枚精确制导炸弹摧毁大范围分布目标正在得到越来越多的关注。本文提出了一种为空投多精确制导炸弹设计的可扩展、分散式控制算法，这种算法使炸弹到达地面时可以聚集进入给定区域并在该区域内合理散布弹着点，优化弹药的毁伤效果。本文通过类比电势场，提出了一种人工势场函数，并以此设计了一种控制算法。本文提出的控制方法是基于人工势函数的两级控制器，战斗机可在免受防空火力打击的防区外进行投弹，然后通过虚拟力来引导精确制导炸弹进入简单闭合边界包围的指定地理区域，最后将它们均匀的分布在目标区域内。25149
毕业论文关键词精确制导弹药编队控制人工势函数两级控制器弹着点散布
Title Research on Control Algorithm for Controlling Multiple Precision Guided Bombs to Attack Widespread Targets
Abstract
With the advent and application of precision guided bombs, controlling multiple
precision-guided bombs to destroy a wide spread target has drawn considerable
attention. This paper introduces a scalable and decentralized control algorithm
for airborne guided bombs system, which aggregates the bombs into a given shape
and spreads the impact points evenly to optimize the damage impact while reaching
the surface. This paper introduces an artificial potential function by analogy
with the potential field and proposes a control algorithm based on this function.
The proposed architecture is based on a two stage controller which uses artificial
forces to navigate the bombs into the desired geographical area bounded by a simple
closed contour and evenly distribute them inside the desired area in the situation
that aircrafts are free from the anti-aircraft force out of defense area.
Keywords Precision-guided munitions Formation control Artificial potential
function Two-stage controller Impact point spread
目次
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义. 1
1.2 制导炸弹的发展与研究现状. 2
1.3 多智能体系统发展与研究现状. 3
1.4 本文研究的内容及论文安排. 5
2 基于人工势场的多智能体系统控制方法设计 6
2.1 智能体的模型. 6
2.2 人工势场函数. 7
2.3 基本控制算法设计和稳定性分析... 10
2.4 本章小结... 11
3 多制导炸弹系统数学建模与特性分析.. 12
3.1 多制导炸弹系统数学建模... 12
3.2 两级控制方法特性分析... 16
3.3 本章小结... 21
4 控制系统算法优化.. 23
5 仿真实验.. 25
结论 29
致谢 30
参考文献.. 31
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
单次攻击就毁伤大范围分布的目标一直是军事行动中的一个主要目标[1]
。传统的方法包
括使用单个大杀伤半径的武器或针对目标区域部署多个武器系统。前一种方法中，武器的毁
伤威力在弹着点最大，沿着半径方向不断衰减，无法有效分布于目标区域，因此攻击效果并
不理想；而且一增大杀伤半径可能会导致更高的附带损害和平民伤亡（例如，第二次世界
大战中在广岛和长崎投下的两颗原子弹就造成了难以计数的平民伤亡）。而后一种方法中，
常使用多管火箭弹系统来打击近距离目标，打击远距离目标则使用空中力量；对于像军事基
地、机场和装甲集群等大多数的大范围分布目标，特别是在恶劣天气下无法使用卫星等侦察
手段而且目标处于运动中时，很难为远距离精确制导武器指定一个具体的打击坐标。此时若
使用战机近距离凌空轰炸又很容易受到各种防空武器的攻击，风险很大。
集束炸弹又称子母炸弹，是一种内含众多大小不一“子弹”的母弹，母弹被投放或发射精确制导炸弹攻击大范围分布目标的控制方法研究:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_18787.html