1 空军工程大学航空航天工程学院，西安710038
2 西北工业大学航天学院，西安710072
针对现代复杂战场环境下威胁等级评估信息的不确定性，结合模糊数学及贝叶斯网提出了基于模糊贝叶斯网的威胁等级评估方法。在充分考虑威胁源相对于UCAV的距离、方位角对其隐身能力影响的基础上，从不确定性知识的概率化入手，综合天气、威胁类型、距离、方位角等不确定因素对威胁等级进行评估，采用加拿大Norsys软件公司的Netica软件建立贝叶斯网威胁评估模型并进行仿真。结果表明，该方法能快速、准确地评估威胁等级，具有一定的参考价值。
自主攻击 威胁等级评估 隐身能力 模糊理论 贝叶斯网 autonomous combat threat level assessment stealth capability fuzzy set theory Bayesian network
1 空军工程大学航空航天工程学院, 西安 710038
2 中国人民解放军93987部队军械教研室, 西宁 810000
为研究多种约束条件下的高超声速滑翔式飞行器快速突防轨迹优化问题, 提出了基于hp自适应伪谱法的多段优化求解策略。建立了高超声速滑翔式飞行器的运动学模型, 用三次样条插值拟合升力系数和阻力系数。综合考虑动压、过载和热流约束, 建立了考虑禁飞区和航路点的约束模型。详细阐述了hp自适应伪谱法的求解原理, 提出了以航路点为分段点的求解策略, 最后以最小到达时间为代价函数对高超声速滑翔式飞行器再入突防过程进行了数字仿真。仿真结果表明, 基于分段求解策略的最优轨迹能够有效满足各种约束条件的限制, 达到了快速突防的目的。
轨迹优化 高超声速 滑翔 突防 多约束 伪谱法 trajectory optimization hypersonic gliding penetration multi-constrain pseudospectral method
1 空军第一航空学院, 河南 信阳464000
2 空军工程大学航空航天工程学院, 西安710038
3 中国人民解放军94565部队机务大队, 安徽 蚌埠233000
针对无人作战飞机自主攻击过程高精度、大迎角以及飞行状态快速变化等飞行控制需求, 采用反步控制设计非线性控制器。依据飞行器六自由度方程建立非线性控制模型, 利用奇异摄动原理将速度控制器和姿态控制器设计分离开, 分别利用反步控制原理设计控制器, 采用一阶指令滤波器克服传统反步法带来的“微分爆炸”问题, 最后依据Lyapunov稳定原理证明了控制系统跟踪误差渐近趋近于零。仿真结果表明, 非线性控制器在输入参考信号发生剧烈变化时仍能够实现高精度跟踪控制。
无人作战飞机 轨迹跟踪控制 反步飞行控制 自主攻击 unmanned combat aerial vehicle (UCAV) trajectory tracking control backstepping flight control autonomous attacking
1 空军工程大学航空航天工程学院,西安710038
2 陕西飞机工业（集团）有限公司军事代表室，陕西 汉中723213
综合考虑高超声速滑翔式BTT导弹各种干扰的影响，建立了具有非匹配不确定性的非线性、强耦合姿态运动方程，并转化为标准形式。针对模型中的未知不确定性，提出了鲁棒估计函数，利用反演控制和自适应控制设计了高超声速导弹的自动驾驶仪，解决了由于对期望虚拟控制量进行求导产生的“计算膨胀”问题，证明了每一步反演设计的Lyapunov稳定性，并进行了数字仿真。仿真结果表明，所设计的自适应反演控制器能够精确跟踪姿态角指令，并对大范围气动参数摄动具有很强的鲁棒性。
导弹 高超声速 滑翔 鲁棒 反演控制器 missile supersonic gliding BTT BTT robustness backstepping controller
1 空军工程大学航空航天工程学院, 西安 710038
2 中国人民解放军93787部队, 北京 100076
研究了无人作战飞机(UCAV)自主对地攻击轨迹规划问题。首先, 建立了考虑发动机燃油消耗、飞行约束和**投射终端约束的多约束模型, 研究了UCAV动态雷达威胁问题, 建立了随姿态和距离变化的精确雷达探测概率模型; 其次, 详细分析了HP伪谱法基本理论及其求解最优控制问题策略, 利用HP伪谱法并结合对地近距作战实战背景, 分别以时间最短、威胁代价最小和定时飞行为目标函数进行雷达规避轨迹规划仿真研究, 得到了期望的攻击轨迹并对3条轨迹进行了深入对比分析; 最后, 对仿真结果进行了精度分析, 分析计算表明仿真误差在允许范围内, 再次验证了方法的可行性。
无人作战飞机 对地近距作战 轨迹规划 雷达规避 HP伪谱法 UCAV air-to-ground short range strike trajectory planning radar avoiding HP pseudos-pectrum
针对高超声速滑翔式飞行器突防导弹防御系统的问题，设计了一种基于威胁时间窗的摆动式机动突防方法,联合地基雷达、拦截导弹和HGV建立了毁伤概率模型。通过摆动式机动方法控制HGV暴露的RCS。运用极大极小值原理设计了最优突防弹道，使飞行器在所有威胁时间窗内毁伤概率的极大值取极小并进行了数字仿真。仿真结果表明，该方法在牺牲一定航程和航时的条件下能有效降低HGV突防过程中被毁伤的概率，增强其生存能力。
高超声速滑翔式飞行器 导弹防御系统 威胁时间窗 极大极小 毁伤概率 摆动式突防 hypersonic glide vehicle missiledefencesystem threat time window minimax devastative probability weaving penetration
空军工程大学航空航天工程学院, 西安 710038
针对无人作战飞机自主化任务需求, 提出了一种“人在回路上”的UCAV自主任务规划解决方案; 针对该方案中的UCAV快速自主轨迹规划需求, 提出了基于高斯伪谱法的快速轨迹规划解决方案。该方案在充分考虑UCAV的气动力特性、发动机推力特性及大气环境特性的基础上建立了高精度的UCAV模型, 详细分析并构建了比较真实的UCAV飞行包线约束模型和三维战场环境约束条件, 在此基础上, 构建了基于最优控制理论框架的UCAV轨迹规划模型; 最后, 详细分析并实现了采用GAUSS伪谱法求解该问题的实现过程。仿真结果表明, 该方法能以较高的精度和速度生成满足各种复杂约束要求, 连续并且真实可行的最优轨迹。
无人作战飞机 三维最优轨迹规划 飞行包线 高斯伪谱法 Unmanned Combat Aircraft Vehicle (UCAV) 3D optimal trajectory planning flight envelop Gauss Pseudospectral Method(GPM)
1 西北工业大学航天学院，西安710072
2 空军工程大学航空航天工程学院，西安710038
针对在UCAV对运动目标状态估计时，“当前”统计模型(Current Statistical Model,CSM)中加速度上下限在采样周期内为常数的不合理性，应用模糊自适应控制理论，提出了一种改进的“当前”统计模型(Improved Current Statistical Model,ICSM)，给出了模糊隶属度函数；对无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter，UKF)不具有应对量测噪声统计不精确或未知的自适应性，提出了一种带量测噪声统计估计器的自适应UKF算法；将ICSM-UKF算法与基于“当前”统计模型的EKF算法进行了对比仿真，仿真结果表明该算法具有滤波精度高、稳定性强的优点。
无人作战飞机 “当前”统计模型 无迹卡尔曼滤波 自适应 Unmanned Combat Aerial Vehicle Current Statistical Model Unscented Kalman Filter adaptiveness
1 空军工程大学工程学院，西安710038
2 中国人民解放军95927部队，河北沧州061036
借鉴飞行器航迹规划方法，提出用A算法来解算无人机攻击轨迹。首先对原始地图进行预处理，基于威胁信息等效为山峰的思想，生成了三维等效数字融合地图；然后，利用介绍的A算法，对路径寻优进行建模仿真，实时规划出无人机攻击目标的轨迹；最后，通过分析算法的时间复杂度，结合攻击轨迹仿真结果，得到了可以在无人机攻击目标时快速生成攻击轨迹的结论。
无人机 攻击轨迹 融合地图 A算法 威胁区 UAV attacking track fusion map A* algorithm threatened area
1 空军工程大学 工程学院,西安 710038
2 中国人民解放军95577部队,云南 陆良 655600
某型无人机主要用于典型空中目标的模拟飞行,需要严格稳定可靠的自主飞行控制,无人机在整个飞行包线中呈现非线性、时变特性,由此在建立其纵向运动数学模型的基础上,设计了无人机的纵向姿态广义最小方差自校正控制器。仿真结果表明,系统具有较强的跟踪能力、抗干扰能力以及抗过程参数变化能力,比常规PID控制系统具有更好的飞行控制性能。
无人机 纵向运动 广义最小方差 自校正控制 UAV longitudinal motion generalized minimum variance self-tuning control
