無人機集群打擊海面目標指定時間協同控制方法

馮 政， 吳 傲， 王謙喆

(1.空軍工程大學空管領航學院，西安 710000； 2.陜西省電子信息系統綜合集成重點實驗室，西安 710000)

0 引言

對于入侵我方領海的以中小型海面艦艇為代表的敵方海面目標，可采用無人機集群來打擊。一是因為該類目標體積大、價值高、機動性差，是合適的“靶目標”;二是因為艦載防空系統主要是針對各類反艦導彈和飛機，應對“低慢小”目標能力有限[1]。無人機集群利用數量多、雷達紅外特征弱的特點，攜帶多種類型的武器彈藥，從多個方向對水面艦艇實施飽和攻擊[2]，將對敵方高價值目標造成巨大威脅。

隨著未來作戰模式逐漸向協同化轉變，無人機協同作戰相關技術已成為目前的研究熱點[3]。本文重點研究協同打擊中的時空協同問題。精準的時空耦合是集群發揮協同優勢的關鍵，從系統控制角度看，可將其視為帶時間參數的群系統編隊控制問題。

編隊控制方面的研究成果包括有限時間控制[4]、固定時間控制[5-9]以及指定時間控制[10]。有限時間控制中，系統在有限時間收斂，但收斂時間上界與系統的初始狀態有關。固定時間控制中收斂時間上界不受初始條件影響，只與參數有關[11]；但是，由于固定時間控制的收斂時間與控制參數有著復雜的耦合關系，繁瑣的多調參變量和函數關系限制了固定時間控制法在集群控制中的應用[12]；與固定時間控制相比，指定時間控制要求收斂時間能獨立輸入且自由預置，具有更大的應用潛力。文獻[13]提出了指定時間一致性問題，研究了多智能體線性系統指定時間控制，系統可以根據任務要求離線預置收斂時間，但是系統的期望狀態是非時變的；……