杜宏宝, 王正杰, 唐礼喜, 张小宁

(北京理工大学 机电学院, 北京 100081)

0 引言

现代战争的形式更加复杂,尤其体现在城市战中,充满了建筑、车辆和行人等[1-3]。在俄乌冲突的城市攻防战中,巡飞弹等制导弹药被大量使用,例如“见证者-136”和“弹簧刀”系列都起到了重要作用,但一方面由于复杂的城市环境难以实施有效打击,另一方面打击过程难免损毁重要文物或者伤及无辜。由此可见,战场环境的复杂化和动态化对未来飞行器制导技术的发展提出了新的挑战与要求,发展能够避障的制导技术具有重要意义。为了提高低马赫制导武器在障碍物环境的适用性,有必要研究飞行器的避障与制导问题,以避开静态及动态物体的同时能够击中目标,实现绕射打击。

关于避障与制导问题,目前国内外的相关研究基于不同理论,如基于流函数法[4-7]、基于路径搜索方法[8-15]、基于人工势场法[16-18]、基于最优控制理论[19-20]以及基于控制障碍函数(CBF)的方法[21-24]等。文献[6]基于流函数的思想发展了扩展动态系统调制法,能够实时避开运动障碍物,但由于是对障碍物附近的速度场调制求解,具有一定的短视性,且难以进一步推广到具有高维动力学约束的情形。文献[9]研究了针对静态障碍物的避障制导问题,基于改进快速扩展随机树(RRT*)路径搜索方法,在实现躲避障碍物的同时打击目标,先搜索路径再作轨迹跟踪。与之类似的还有文献[10-15],均是基于路径搜索类避障方法,通常需要机载计算机规划出一条可行轨迹。……