Ley de guía de interceptación cooperativa basada en juegos diferenciales con evitación de colisiones
Autores: Zhu, Xueping; Wang, Xinxing; Li, Yue; Yang, Jun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Ley de guía de interceptación cooperativa basada en juegos diferenciales con evitación de colisiones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Intercepción cooperativa
Juego diferencial
Evitación de colisiones
Confrontación ofensiva-defensiva
Ley de guía de intercepción
Aceleración del objetivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar el problema de confrontación ofensiva-defensiva de la intercepción cooperativa de múltiples misiles contra un objetivo de alta velocidad y gran maniobrabilidad, se propone una ley de guía de intercepción cooperativa basada en juegos diferenciales con evitación de colisiones, en la que las partes ofensivas y defensivas son el objetivo entrante y los interceptores, respectivamente. Dado que ambas partes tienen velocidades uniformemente decrecientes y dinámicas bipropias de primer orden, se establecen los modelos de movimiento relativo entre las partes ofensivas y defensivas, y se proponen los índices de rendimiento del objetivo y de los interceptores. Después, se deriva la ley de guía de intercepción cooperativa con evitación de colisiones basada en un juego diferencial. La ley de guía considera los efectos de las variaciones de velocidad y la disposición de los timones en los movimientos de ambas partes, asegurando una excelente propiedad de tiempo real algorítmica y precisión en la intercepción, al tiempo que introduce restricciones de evitación de colisiones entre misiles. Además, los parámetros del índice de rendimiento del objetivo se establecen de acuerdo con la información de aceleración del objetivo estimada por los interceptores. Los resultados de la simulación verifican la efectividad de la ley de guía diseñada en este documento; en varios escenarios de tres a uno, los interceptores pudieron lograr intercepciones sin colisiones con una precisión de intercepción de menos de 5 m y una diferencia de tiempo de intercepción de menos de 0.1 s.
Descripción
Para abordar el problema de confrontación ofensiva-defensiva de la intercepción cooperativa de múltiples misiles contra un objetivo de alta velocidad y gran maniobrabilidad, se propone una ley de guía de intercepción cooperativa basada en juegos diferenciales con evitación de colisiones, en la que las partes ofensivas y defensivas son el objetivo entrante y los interceptores, respectivamente. Dado que ambas partes tienen velocidades uniformemente decrecientes y dinámicas bipropias de primer orden, se establecen los modelos de movimiento relativo entre las partes ofensivas y defensivas, y se proponen los índices de rendimiento del objetivo y de los interceptores. Después, se deriva la ley de guía de intercepción cooperativa con evitación de colisiones basada en un juego diferencial. La ley de guía considera los efectos de las variaciones de velocidad y la disposición de los timones en los movimientos de ambas partes, asegurando una excelente propiedad de tiempo real algorítmica y precisión en la intercepción, al tiempo que introduce restricciones de evitación de colisiones entre misiles. Además, los parámetros del índice de rendimiento del objetivo se establecen de acuerdo con la información de aceleración del objetivo estimada por los interceptores. Los resultados de la simulación verifican la efectividad de la ley de guía diseñada en este documento; en varios escenarios de tres a uno, los interceptores pudieron lograr intercepciones sin colisiones con una precisión de intercepción de menos de 5 m y una diferencia de tiempo de intercepción de menos de 0.1 s.