基于博弈论的导弹拦截制导律研究

摘要

现代战争中，导弹技术不断发展，促使空中的作战环境变得更加复杂。智能化机动目标的出现，使得导弹的拦截制导问题正在面临着严峻的挑战。为了提高拦截机动目标的概率，有必要研究一种新的导引策略。本文以机动目标的拦截问题为研究背景，结合博弈理论中的动态博弈和矩阵对策，提出了一种基于博弈理论的导弹拦截制导策略的新方法。
　　首先，建立了拦截弹与目标的数学模型。分别为一对一拦截与多对一拦截两种情况。根据导弹末制导过程的弹目相对运动关系，分别推导出弹目运动方程，并将其转换成非线性状态空间表达式。在本文中，研究该非线性状态空间表达式时不需要将其线性化，因此更加符合导弹飞行末端的物理意义。
　　其次，建立了拦截弹末制导的博弈模型。同样为一对一拦截与多对一拦截两种情况。运用博弈理论中的动态博弈与矩阵对策相结合的方法，将拦截弹末制导过程转化为博弈论中的二人竞争博弈模型。选取目标规避策略中有限种机动形式的线性组合作为策略集，再通过选取末制导过程中适当的收益函数，建立了拦截弹末制导的动态博弈模型。
　　再次，研究了基于博弈论的一对一拦截问题的制导律。以一对一拦截为背景，运用模型预测算法和粒子群优化算法，求取了此动态博弈模型的纳什均衡解。通过求取的纳什均衡解，得出了分段的切换策略形式的拦截制导律。仿真验证了基于此方法得出的拦截制导律的有效性。
　　最后，研究了基于博弈论的多对一拦截问题的协同制导律。以多对一拦截为背景，运用模型预测算法，求取了此博弈模型的纳什均衡解，并得到了适用于多对一拦截问题的协同制导策略。仿真结果验证了该制导律的有效性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文结构安排

第2章 拦截弹末制导数学模型

2.1引言

2.2空间坐标系介绍

2.3一对一拦截弹-目标的数学模型

2.4多对一拦截弹-目标的数学模型

2.5本章小结

第3章 拦截弹末制导博弈模型

3.1引言

3.2博弈论的相关理论

3.3博弈论方法

3.4一对一拦截问题博弈模型的建立

3.5多对一拦截问题博弈模型的建立

3.6本章小结

第4章 一对一拦截的混合制导策略研究

4.1引言

4.2模型预测控制算法

4.3粒子群优化算法

4.4基于博弈论的混合策略导引律研究

4.5仿真及结果分析

4.6 本章小结

第5章 多对一拦截的协同制导策略研究

5.1引言

5.2多对一拦截博弈模型纳什均衡解的存在性

5.3基于博弈论的协同策略导引律研究

5.4仿真及结果分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢