[发明专利]一种基于嵌入式控制的无人机空中实时协同制导方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于嵌入式控制的无人机空中实时协同制导方法，属于无人机制导领域。

背景技术

随着无人机技术的广泛发展，其在战争中的用途也越来越关键，尤其是利用无人机进行空中格斗，不仅杀伤力大，成本低廉，而且可以有效降低己方人员伤亡。但时当制导无人机受到威胁时，为了实现打击目标并降低自身损失，需要将制导权移交给其他僚机继续制导发射出去的导弹，而选择哪架僚机是问题中的关键所在，其实质是一个求解全局最优的问题。

发明内容

针对无人机制导权移交问题，本发明提供了一种基于嵌入式控制的无人机空中实时协同制导方法。

本发明的技术方案是：一种基于嵌入式控制的无人机空中实时协同制导方法，包括如下步骤：

A、制定目标函数及约束条件；

B、计算我方无人机制导优先权和敌方威胁值；

C、初始化粒子群；

D、计算制导权移交价格；

E、计算单个粒子的最好适应度值；

F、更新粒子群；

G、计算整体粒子的最好适应度值；

H、判断是否早熟，若否则转步骤I，若是则转步骤F；

I、是否满足终止条件，若否则转步骤F，若是则结束。

所述方法的具体步骤如下：

Step1、制定目标函数及约束条件；

采用基于贪婪的拍卖算法计算制定目标函数，制定目标函数为：

制定约束条件为：

(1)表示我方第i架无人机最多制导I枚导弹，I为阈值；

(2)表示一枚导弹最多由一架无人机制导；

(3)Δ(T,j)≤Δ_i,i＝1,2,3...M，表示敌方目标T和第j枚导弹的检测范围必须在我方无人机的雷达范围Δ_i内；

其中，N为需要协同制导的导弹数，M为我方无人机数，S_ij为我方无人机制导优先权，p_ij为我方第i架无人机对第j枚导弹的制导能力，x_ij为我方第i架无人机对第j枚导弹的制导移交权决策矩阵中的元素，表示第i架无人机是否参与对第j枚导弹的制导，只能取0或1，0表示不参与，1表示参与；制导移交权决策矩阵为：取角标i对应我方M架无人机中的任意一架，角标j对应N枚需要协同制导的导弹中的任意一枚；

Step2、计算我方无人机制导优先权和敌方威胁值；

Step2.1、首先，我方无人机制导优先权包括对敌机的制导优先权和对导弹的制导优先权：

Step2.1.1、我方无人机对敌机的制导优先权为我方第i架无人机对第j枚导弹的制导能力p_ij；

Step2.1.2、我方无人机对导弹的制导优先权包括角度优势和距离优势：

角度优势：其中，θ_ij为我方第i架无人机速度V_i方向偏离目标线d_ij的角度；σ_ij为第j枚导弹速度V_j方向偏离目标线d_ij延长线的角度；为第j枚导弹尾部天线有效工作锥角，δ_i为我方第i架无人机雷达最大搜索锥角；d_ij为我方第i架无人机与第j枚导弹的目标线；

距离优势：其中，r_i为我方第i架无人机雷达对导弹的最大制导距离，e为指数常数；

综合角度优势、距离优势可得我方无人机对导弹的制导优先权为：其中，e₁、e₂为权系数且e₁+e₂＝1；

得出，我方无人机制导优先权其中，u₁,u₂为权系数且u₁+u₂＝1；

Step2.2、敌方威胁值包括威胁和杀伤概率；其中，A为敌机对我方无人机的威胁，g为敌机导弹的杀伤概率；

Step3、初始化粒子群：