直升机低空突防任务规划方法研究

摘要

直升机具有良好的环境适应性和机动性，在现代低空战场上发挥着至关重要的作用，直升机低空突防任务规划具有重要的现实意义。而随着防空武器的发展和作战环境日益复杂，特别是在复杂多样的作战任务条件下以及多机协同的作战环境中，航路规划受到的约束更加困难。针对直升机低空突防任务规划问题，本文主要研究以下内容：
　　首先，对直升机单机航路规划问题进行分析与建模。在考虑地形遮蔽的基础上对由几类威胁源组成的综合规划空间进行分析与建模。针对直升机离线航路规划问题，发展一种二级航路规划算法，大范围航路规划采用一种二维航路遗传优化算法进行求解，保证航路的全局最优；以大范围航路规划结果为参考航路，在局部范围内分别实施横向和垂向航路优化，获得最终的三维航路，以保证航路局部最优并严格满足局部约束条件。为研究多机协同航路规划奠定基础。
　　然后，以直升机侦察任务为例，按照待侦察区域的形状分类，以待侦察区域全覆盖式探测为性能指标，在满足直升机物理性能的基础上，介绍了规划侦察区域内的航路，以及侦察区域内直升机机载设备的操作规划。
　　接着，对直升机多机航路规划问题进行分析与建模。多机任务分配是个多目标整数优化问题，运用矩阵全排列的思想，考虑直升机机载设备类型与任务匹配度以及直升机机动性能的约束，进行多机任务分配。在综合考虑多机协同约束和综合协同航路代价的基础上，将多机协同航路规划问题分解为低维的单机航路规划子问题，从而实现多机协同航路的规划。
　　最后，利用课题组已有成熟的直升机飞行动力学模型以及飞行轨迹跟踪算法，对上文规划航路进行算例仿真，验证航路可飞性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2任务规划概述以及影响因素

1.3 研究现状

1.4 本文研究主要内容

第二章 两级航路规划算法

2.1 引言

2.2 规划空间数学建模

2.3 两级航路规划算法

2.4 本章小结

第三章 直升机侦察任务区域航路规划方法研究

3.1 引言

3.2 直升机侦察任务

3.3 任务区域内航路规划实例

3.4 本章小结

第四章 直升机多机协同任务规划方法研究

4.1 引言

4.2 多机协同任务分配算法

4.3 多机协同航路规划算法

4.4 多机协同任务分配算法测试

4.5 本章小结

第五章 飞行轨迹跟踪仿真测试

5.1 引言

5.2 飞行动力学模型验证

5.3 飞行轨迹跟踪算法

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文