UCAV远距空战攻击占位规划原则为:在已知目标运动状态下,UCAV需要规避敌机探测威胁和火力威胁,使UCAV自身位于目标的威胁范围外,同时使目标位于UCAV的攻击区域内,因此,UCAV的远距空战攻击占位问题可看成具有复杂约束条件的航迹规划问题。
航迹规划是集多变量、多约束于一体的最优化问题 [1] ,其求解一般可对全局进行直接规划,但当全局规划的约束条件很复杂,约束模型难以建立时,对航迹按需求进行分段求解成为有效的处理方式。文献[2~3]将高超声速飞行器飞行航迹中的航迹点与避障点作为分段点;文献[4]将高超声速飞行器不同的路径约束作为分段依据;文献[5]针对UCAV的多目标侦查问题,将全局的路径约束转换为分段航迹的末端约束。以上文献都对航迹规划中复杂的全局约束条件进行分段处理,建立可行的分段约束模型,从而得到满足要求的飞行航迹。
由于远距空战两种需求存在耦合关系,复杂的约束模型难以建立,无法进行全局优化。因此本文提出“先规避,后打击”的分段方式,对全局攻击占位航迹进行分段处理,明确各段的威胁要素与约束条件,构建航迹规划最优控制模型,采用hp自适应伪谱法 [6] 求解各段航迹,完成攻击占位规划。