[发明专利]基于滚动时域法的多无人机协同打击任务分配方法

说明书

本发明针对基于滚动时域法的多无人机协同打击的任务分配问题，属于多无人机协调控制技术领域。首先建立了无人机的能力函数，然后通过能力函数的雅可比矩阵，给出多无人机协同打击位置的计算方法；进而建立了无人机毁伤代价指标函数、航程代价指标函数和多无人机协同任务分配模型，并利用滚动时域法，将机动决策问题建模为最优控制问题，然后将整个机动接敌过程进行时间和空间的离散化，分段求取最佳的机动策略，给出了多无人机协同打击任务的最优决策方法。本发明能够获得更大的目标收益值和毁伤效能，且提高了多无人机协同打击能力。

技术领域：

本发明属于多无人机协调控制技术领域，是一种基于滚动时域法的多无人机协同打击任务的分配方法。

背景技术：

战机在当今战争中发挥着重要的作用，它己经成为世界性大范围战争中最有力、最合适的武器，研究战机的作战效能不仅有助于提升战机性能、促进战技术发展进步，而且也对加强我国国防事业发展有着重要的意义。虽然单机作战具有一定的优势，但是在战场日益复杂化的今天，单机作战已经远远不能满足作战的要求，多机协同作战能够弥补单机作战能力弱的缺点，在目标探测、目标打击和综合火力方面有着单机作战无法比拟的优势，能够达到以弱胜强的目的。因此，多机协同作战是未来空战的主要作战模式，它能够使得整体的作战效能大幅度提升。然而多无人机在执行任务中，能否成功完成任务的关键问题之一是无人机之间的妥善协调问题。如何通过合理的决策策略使得无人机相互协调完成复杂任务是无人机领域研究的热点问题。目前，有关多无人机协同任务分配的研究已经取得了一些有价值的研究成果。虽然关于多无人机协同任务分配的研究已经取得了一些研究成果，但在已有的文献中，建立的多机协同任务分配模型没有考虑多无人机协同打击的能力问题，也没有考虑目标需要获得被打击的能力值问题，计算航程代价均考虑始发点与目标点之间的航程，而且没有将滚动时域法引入到多无人机协同任务分配中，建立的多无人机作战模型还不是很完善。

发明内容：

本发明针对多无人机任务分配问题，首先建立了无人机的能力函数，然后通过能力函数的雅可比矩阵，给出多无人机协同打击位置的计算方法；进而建立了无人机毁伤代价指标函数、航程代价指标函数和多无人机协同任务分配模型，并利用滚动时域法，将整个机动接敌过程进行时间和空间的离散化，分段求取最佳的机动策略，给出了多无人机协同打击任务的最优决策方法。

基于滚动时域法的多无人机协同打击任务的分配方法，包括以下步骤：

基于滚动时域法的多无人机协同打击任务的分配方法，包括以下步骤：

步骤1：无人机能力函数及协同打击航程的计算；

步骤2：多无人机协同任务分配模型的建立；

步骤3：通过滚动时域控制及其数值解法，将机动决策问题建模为最优控制问题，然后将整个机动接敌过程进行时间和空间的离散化，分段求取最佳的机动策略，给出了多无人机协同打击任务的最优决策方法。

所述步骤1包括以下步骤:

步骤1.1：无人机能力函数的建立，量化无人机对目标的打击能力；

步骤1.2：雅可比矩阵的建立；

步骤1.3：多无人机协同打击位置的计算；

步骤1.4：多无人机协同打击航程的计算。

所述步骤2包括以下步骤:

步骤2.1：建立目标价值收益指标函数；

步骤2.2：建立毁伤代价指标函数；

步骤2.3：建立航程代价指标函数；

步骤2.4：建立多无人机协同打击任务的总体收益模型。

所述步骤3包括以下步骤: