基于覆盖理论的高速强机动目标协同围捕策略

摘要

为了应对进攻性高超声速飞行器带来的威胁与挑战，基于覆盖理论提出了一种针对高速强机动目标的分布式协同围捕策略.首先，考虑飞行器与目标的机动特性，包括速度关系、最大过载比等参数，引入阿波罗尼奥斯圆的概念对围捕区域进行分析.然后，基于重叠角概念提出冗余覆盖策略，根据目标的逃逸边界给出初始飞行器最优数量，设计围捕队形使多飞行器的围捕区域能够对目标逃逸边界完全覆盖，在此基础上考虑多种约束设计围捕高速强机动目标的分布式协同制导律，使多飞行器能够完成所设计的围捕队形，达到目标被飞行器合围后无法逃脱的效果.最后，将上述覆盖策略分别在二维平面和三维空间进行数值仿真，验证了一致性协同制导律能够实现期望的围捕队形，所设计的围捕队形在目标作最大常值机动逃逸以及随机机动两种情况下均能捕获目标，证明了围捕队形和制导律的有效性和优越性.

关键词

覆盖理论 / 协同围捕 / 高速强机动目标 / 阿波罗尼奥斯圆 / 围捕区域

基金资助

科技创新2030“新一代人工智能”重大项目（2020AAA0108205）