基于DubinsPath的多飞行器协同动态航路规划研究

《基于DubinsPath的多飞行器协同动态航路规划研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于DubinsPath的多飞行器协同动态航路规划研究张友根张友安邬寅生海军航空工程学院控制工程系，山东省烟台市，264001摘要根据多飞行器以指定的角度在指定时间到达目标的任务要求，提出具有时间约束和角度约束的多飞行器动态航路规划。首先规划飞行器采用Dubinspath航路，将飞行器导引到预定的攻击角度上，根据待飞直线距离对待飞时间进行估算，再根据预测时间误差，确定飞行器按照特定的圆弧轨迹机动飞行的指令和机动飞行的时间，通过机动飞行来对时间误差进行补偿，最后，再利用所设计的导引律攻击目标。仿真结果证明了本文方法的正确性和有效性。

2、关键词飞行器控制DubinsPath航路规划协同StudyonCooperativeDynamicRoutePlaningforMulti．AerocraftsBasedonDubinSPathZhangYougenZhangYouanWuYinshengDepartmentofControIEngineering，NavaIAeronauticaIandAstronauticaIUniversity，YantaI，Shandong，264001AbstractsACooperativeDynamicRoutePlaningfor

3、Multi—Aerocraftsisinvestigated，whichisbasedonthemissionofmulti-Aerocraftsarrivethetargetatthesametimewiththedesig—natedangle．FirsttheaerocraftwasplaneddynamicallytobeguidedtOthesetimpactanglealongDubinspath，andthetime-to-gowasestimatedaccordingtOtherange-to—go．Second，

4、theaccelerationsandtimeperiodsforareocraftmaneuveralongspecificallydesignedcirculararcsweredeterminedaccordingtOtheimpacttimeerrorwhichwasthencompensatedbythedeterminedmaneuver，finally，theaerocraftwasguidedtOimpactthetargetbythedesignedguidancelaws．Simulationresultssh

5、owthattheproposedmethodisrightandeffective．Keywordsaerocraftscontroldubinspathrouteplaningcooperative一、引言飞行器飞行任务的航路规划是实现飞行器突防的关键技术，能够使飞行器具有高效灵活的机动性830第六届博士生学术年会论文集能，对于提高飞行器作战效能至关重要。为了使飞行器能在指定的时间沿着指定的方向准确攻击或侦察到目标，就必须为飞行器规划能同时满足其角度限制和到达时间限制的航路。角度控制指反舰导弹经过最后一个航路点转向后的飞行方向

6、，选择合适的到达角度有利于提高飞行器突防能力和兵力行动的隐蔽性。到达时间控制技术可用于飞行器以协同方式有效完成作战任务。国内外许多学者在研究控制角度与控制时间的动态航路规划研究方面已经做了许多工作。文献Eli采用Voronoi图法提出了一种协调多架无人机于同一时间到达目标点的航路规划方法，文献[2]采用遗传算法对监控航路进行了优化，文献E33采用采用蚁群算法实现了飞机低空突防的航路规划。但是以上航路规划并不是实时动态航路规划，对于速度不可控、有时间和角度约束的飞行器的协同动态航路规划并没有太好的解决办法。文献E4-]研究了基于遗传

7、算法的飞行器多航迹规划算法研究，但是没有考虑时间和角度约束的问题。文献E6]采用Dubinspath方法实现了多无人机的空中加油技术。文献E75采用最优控制方法研究关于导弹攻击目标的具有时间约束的一种导引律，它能被应用到采用多弹齐射的协同作战中。文献E83提出了一种具有时间和角度限制的导引律，它由一个反馈环和额外命令组成，首先以零误差达到期望的限制角度，然后再控制到达时间。它可应用到采用多弹齐射的协同作战中及多UAV协同任务中。二、问题的阐述考虑竹个飞行器协同到达一个目标，如图1所示。其中每个飞行器与目标距离和初始航向角都不相同，

8、而且它们的速度也不相同，但要求每个飞行器经过最后一个导航点后以一定的角度同时到达目标。理想情况下，对于多飞行器同时到达必须基于以下假设：1)采用比例导引时，每个飞行器攻击到目标的所需时间的差异不显著，即要求各飞行器的估计到达时间相差不大时，才能实施