[发明专利]一种不确定信息下多无人机空战动态博弈方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不确定信息下多无人机空战动态博弈方法，属于飞机试验及无人机技术领域。

背景技术

现代战场上的信息越来越复杂，博弈论应用于多无人机空战作战中，已引起国内外军事专家的关注，也成为军事决策在复杂的战场信息变量理论。多无人机空战博弈的分类根据不同的基准可以有不同的分类。一般认为，多无人机空战博弈主要可以分为合作博弈和非合作博弈。从无人机空战行为的时间序列来说，多无人机空战博弈论进可分为静态空战博弈、动态空战博弈。从敌空战我无人机对彼此信息的了解程度来说分为完全信息空战博弈和不完全信息空战博弈。从多无人机空战博弈进行的次数或者持续长短来说可以分为有限空战博弈和无限空战博弈。从多无人机空战博弈的逻辑基础不同来说可以分为传统空战博弈和演化空战博弈等。随着现代空中飞行器机载传感器探测识别技术突破性的改进，使得军事指挥人员能够更全面的了解作战信息以至于更加有效地指挥军事博弈。在多无人机空战完全信息博弈中，当敌我无人机进行实时攻击防御对抗作战时，如何在了解彼此作战信息、作战策略、作战要素等关键信息下快速准确的选择最优空战策略，实时的做出明智的决定，对无人机空战博弈的最终结果影响至关重要。

目前，国内外学者对于无人机空战博弈问题进行了大量的研究，并且得到了很多有价值的成果，但是仍然存在许多问题需要解决。

①关于完全信息下多无人机攻防对抗博弈研究较多，而对于不完全信息下无人机攻防对抗研究较少。

②关于多无人机攻防对抗采用静态博弈方法较多，而采用动态博弈方法研究较少。

③关于多无人机空战采用完全且完美信息博弈方法较多，而关于在不确定信息下对无人机空战博弈实时策略动态规划研究较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不确定信息下多无人机空战动态博弈方法；现阶段通过对国内外多无人机攻击分析和研究方法的总结，针对博弈，虽然多无人机空战博弈方法做了大量研究国内外学者，建立了不同的多无人机空战博弈模型，并提出了不同的需求矩阵博弈的纳什均衡值该方法基本，但并非是基于这方面的不确定性信息。由于现代战场的复杂性，要求决策者必须考虑各种不确定性因素的动态变化情况，使决策方案是可行的，以满足实际需要。

1、针对目标价值和打击概率的不确定信息问题，提出了基于不确定信息的无人机空战动态博弈策略方法。首先通过分析无人机空战态势和作战信息的不确定性，建立不确定信息下的多无人机动态博弈的收益函数，构建基于不确定信息的双方博弈支付矩阵；然后，通过将动态扩展式博弈转化成静态战略式博弈，最后，求出不确定信息下的动态博弈的混合策略纳什均衡解。

2、针对空战过程中的双方作战收益的不确定性问题，提出了基于模糊支付的无人机空战动态博弈策略方法。首先通过分析无人机空战态势信息的不确定性，建立模糊信息下的多无人机动态博弈的作战优势函数，将动态扩展式博弈转化成静态策略式博弈，构建基于模糊信息的双方博弈的支付矩阵；最后给出模糊信息下动态博弈的混合战略的纳什均衡求解方法。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种不确定信息下多无人机空战动态博弈方法：

(1)、建立无人机空战动态博弈策略集；

在空战中，将敌方和我方无人机分别看作博弈的两个局中人，采取K阶段动态博弈对抗；

基于不确定信息的多无人机空战动态博弈模型可表述为：其中：N＝{1,2}，为博弈中的2个参与人，结点1代表我方无人机群，结点2代表敌方无人机群；

为博弈中参与者行动空间：行动集，为我方无人机第k阶段选择第i种的行动策略，为敌方无人机第k阶段选择第j种的行动策略；

为参与无人机可能选择的每一行动组合所相对应的各参无人机的收益区间；

(2)、建立敌我双方无人机支付函数；

在空战中，要想对敌方飞机进行打击，就要占据有利的攻击位置，同时使己方进攻风险降到最低，考虑双方飞行器动力学和假设敌方策略，构建空战一对一态势几何图；

AA为双方视线角，|AA|＜180°；HCA头顶交叉角，ATA为目标进入角，|ATA|＜180°；

(3)、函数之间的状态转移；

当无人机执行完第k-1阶段后，到第k阶段时，该阶段的无人机为i＝F(h)，表示该阶段轮到无人机i执行策略；此时，参与者i选择策略s^k前战场状态为执行策略s^k后预期战场状态为