Проблемы выбора метода оптимизации перспективных авиационных систем радиоуправления
Ключевые слова:
системы радиоуправления, оптимизация, квадратично- биквадратные функционалы качества, методы наведенияАннотация
Анализ тенденции развития военно-технического противоборства в воздушно-космической сфере позволяет выделить ряд направлений, непосредственно влияющих на информационно-управляющую сторону функционирования авиационных систем радиоуправления, к которым, прежде всего, относятся: групповое применение как средств нападения, так и защиты; качественное усложнение законов взаимного пространственного перемещения летательных аппаратов; высокая динамичность, нестационарность обстановки; широкое использование режимов управления и информационного обеспечения на грани потери устойчивости, характерных для сверхманевренных летательных аппаратов и систем сопровождения интенсивно маневрирующих целей; несоответствие динамических свойств воздушно-космических целей и авиационных перехватчиков; растущее усложнение информационного обеспечения систем наведения.
Для эффективного функционирования в рамках этих направлений математический аппарат синтеза авиационных систем радиоуправления должен обеспечивать: эффективное наведение на цели, маневрирующие по сложным законам, в том числе и со сменой знаков производных; гарантированный увод от границ устойчивой (опасной) работы, в том числе для предотвращения столкновений при групповом применении; учет несоответствия динамических свойств цели и перехватчика; возможность перераспределения приоритетов управления в процессе наведения; универсальность формирования методов наведения; реализуемость алгоритмов информационного обеспечения.
Анализ возможностей классических способов оптимизации, основанных на минимизации квадратичных функционалов качества показал, что они не способны удовлетворить совокупности этих требований и необходимы новые подходы к решению задач оптимизации систем радиоуправления.
В качестве такого подхода предложено использовать синтез сигналов управления, оптимальных по минимуму квадратично-биквадратных функционалов качества.
Рассмотрена методика использования такого подхода в рамках экономичной в вычислительном отношении локальной оптимизации.
Приведен пример синтеза метода наведения, иллюстрирующий возможности формирования сигналов управления, обеспечивающих наведение инерционных летательных аппаратов на интенсивно маневрирующие цели на основе учета как линейных, так и нелинейных зависимостей от ошибок функционирования, и учета несоответствия динамических характеристик цели и перехватчика и проведен его анализ.
Литература
2. Ярлыков М.С. и др. Радиоэлектронные комплексы навигации, прицеливания и управления вооружением летательных аппаратов. Теоретические основы // М.: Радиотехника. 2012. Т. 1. 504 с.
3. Александров В.В.. и др. Оптимальное управление движением // М.: Физматлит. 2005. 376 с.
4. Ройтенберг Я.Н. Автоматическое управление // М.: Наука. 1992. 576 с.
5. Черноусько Ф.А., Колмановский В.Б. Оптимальное управление при случайных возмущениях // М.: Наука. 1978. 351 с.
6. Rashaideh H. A novel optimization algorithm for solving two-point boundary value problems // 2016 International Conference on Engineering & MIS (ICEMIS). 2016. pp. 1–4.
7. Попов И.М., Хамзатов М.М. Война будущего. Концептуальные основы и практический выводы // М.: Кучково поле. 2017. 832 с.
8. Федосов Е.А. Реализация сетецентрической технологии ведения боевых действий потребует создания БРЛС нового поколения // Фазотрон. 2007. № 1, 2. С. 11–44.
9. Engstrom J. Systems Confrontation and System Destruction Warfare: How the Chinese People's Liberation Army Seeks to Wage Modern Warfare // RAND Corporation. 2018. 142 p.
10. Mazarr M.J. et al. Strategic Planning and the U.S. Air Force. Characteristics of Success // RAND Corporation. 2018. 134 p.
11. Верба В.С. Автоматическое сопровождение целей в РЛС интегрированных авиационных комплексов. Сопровождение одиночных целей // М.: Радиотехника. 2018. Т. 2. 486 с.
12. Yuan L. et al. Sine tracking model of hypersonic target in near space based on radar detecting // IET International Radar Conference 2015. 2015. pp. 1–4.
13. Wei-feng L., Cheng-lin W., Hai-long C. An asynchronous tracking systems modeling and its application in tracking performance analysis for hypersonic aircraft vehicle // 2015 34th Chinese Control Conference (CCC). 2015. pp. 2134–2139.
14. Верба В.С. Автоматическое сопровождение целей в РЛС интегрированных авиационых комплексов. Теоретические основы. РЛС в составе интегрированных авиационных комплексов // М.: Радиотехника. 2018. Т. 1. 360 с.
15. Heng Z.H., Zhou D. Differential game guidance law considering second-order dynamics with zeros of missile autopilots // 2017 36th Chinese Control Conference (CCC). 2017. pp. 5805–5810.
16. Xue G. et al. A novel adaptive filter for highly maneuvering target // CIE International Conference on Radar (RADAR). 2016. pp. 1–5.
17. Peinecke N., Limmer L., Volkert A. Application of "Well Clear" to Small Drones // 2018 IEEE/AIAA 37th Digital Avionics Systems Conference (DASC). 2018. pp. 1–9.
18. Каляев И.А., Гайдук А.Р., Капустян С.Г. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов // М.: Физматлит. 2009. 280 с.
19. Верба В.С. Автоматическое сопровождение целей в РЛС интегрированных авиационных комплексов. Многоцелевое сопровождение // М.: Радиотехника. 2018. Т. 3. 392 с.
20. Abdulla F.A.A., Demirkol A. Multi-targets tracking using parallel Kalman filter // 2016 CIE International Conference on Radar (RADAR). 2016. pp. 1–4.
21. Zhang L. et al. Cooperative multi-target tracking with MIMO radar // 2017 16th International Conference on Optical Communications and Networks (ICOCN). 2017. pp. 1–3.
22. Raj K.D.S., Krishna I.M. Kalman filter based target tracking for track while scan data processing // 2015 2nd International Conference on Electronics and Communication Systems (ICECS). 2015. pp. 878–883.
23. Lu Q., Zhou J. LQR tracking guidance law for hypersonic vehicle // 2017 29th Chinese Control and Decision Conference (CCDC). 2017. pp. 7090–7094.
24. Li C. et al. A new tracking algorithm for hypersonic targets // 2014 2nd International Conference on Systems and Informatics (ICSAI 2014). 2014. pp. 372–377.
25. Yuksek B., Ure N.K., Inalhan G. Cooperative interception of a highly maneuverable aerial target // 2018 AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference. 2018. pp. 1581–1591.
26. Huang J., Zhang H., Tang G., Bao W. Radar tracking for hypersonic glide vehicle based on aerodynamic model // 2017 29th Chinese Control And Decision Conference (CCDC). 2017. pp. 1080–1084.
27. Wang J., Li Z. A novel tracking algorithm of hypersonic target // 2016 CIE International Conference on Radar (RADAR). 2016. pp. 1–5.
28. Крутько П.Д., Максимов А.И., Скворцов Л.М. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем // М.: Радио и связь. 1988. 306 с.
Опубликован
Как цитировать
Раздел
Copyright (c) 2019 Владимир Степанович Верба, Владимир Иванович Меркулов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).