考虑测量误差的高超声速飞行器抗干扰追逃博弈

doi:10.7527/S1000-6893.2026.33305

先进飞行器安全控制技术专刊

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考虑测量误差的高超声速飞行器抗干扰追逃博弈

张泽君¹, 王恩美¹, 陈泽帅², 李晨龙¹, 章健淳¹, 余翔¹^,²()

^1.北京航空航天大学杭州创新研究院，杭州 310051
^2.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191

收稿日期:2025-12-30 修回日期:2026-01-15 接受日期:2026-04-15 出版日期:2026-05-15 发布日期:2026-04-20
通讯作者: 余翔 E-mail:xiangyu_buaa@buaa.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(62403039);国家自然科学基金(62595803);国家自然科学基金(62573033);国家自然科学基金(62573034);国家自然科学基金(62473031)

http://hkxb.buaa.edu.cn hkxb@buaa.edu.cn

Received:2025-12-30 Revised:2026-01-15 Accepted:2026-04-15 Online:2026-05-15 Published:2026-04-20

摘要/Abstract

摘要：

高超声速飞行器在空天对抗中具有重要的战略价值，但日益发展的拦截技术和复杂的对抗环境干扰给飞行器规避策略设计带来巨大挑战。针对由传感器测量引入的相对距离、纵向视线角及侧向视线角3类测量误差下的高超声速飞行器追逃博弈问题，提出了一种双层抗干扰博弈规避控制架构。首先，根据攻防双方的运动方程，构建相对运动学模型和零和微分博弈模型，并对上述测量误差进行建模与表征。其次，在控制层设计基于非线性自适应观测器的抗干扰控制算法，补偿测量误差对系统的影响。接着，在博弈决策层制定追逃飞行器的性能指标函数，通过求解相关的HJI方程推导出最优规避策略，并采用自适应动态规划技术，利用评价神经网络来近似该最优策略。最后，通过多场景数值仿真与蒙特卡洛仿真验证了所提方法的有效性与鲁棒性，分析了规避效果对3类测量误差的灵敏度，结果表明该方法能有效提升高超声速飞行器在测量误差下的规避性能。

关键词: 高超声速飞行器, 追逃博弈, 抗干扰控制, 零和微分博弈, 自适应动态规划

中图分类号:

V249.1

张泽君, 王恩美, 陈泽帅, 李晨龙, 章健淳, 余翔. 考虑测量误差的高超声速飞行器抗干扰追逃博弈[J]. 航空学报, 2026, 47(9): 533305.

图/表 24

图 1

图 2

图 3

图 4

图 5

图 6

图 7

图 8

图 9

图10

图 11

图 12

图 13

图14

图 15

表1

不同控制参数下的鲁棒性蒙特卡洛仿真结果

编号	$R 1$ /10^-3	$R 2$ /10^-3	$α c$ /10⁶	$α w$	$θ ̂$ /10^-3	$ρ$	$ξ$	$w c (0)$	规避成功次数（加抗扰）	规避成功次数（无抗扰）
1	3	5	1	-0.05	0.1	0.3	1	-100	304	299
2	3	5	1	0.02	0.1	0.3	1	-100	323	302
3	3	5	1	0.02	0.1	10	1	-100	314	296
4	3	5	1	0.02	1.0	10	1	-100	322	299
5	3	5	1	0.01	0.1	10	1	-100	321	315
6	3	1	1	0.02	1.0	10	1	-100	326	318

表1

图 16

图 17

表2

相对距离测量误差灵敏度分析

编号	相对距离测量误差标准差值 $σ$	规避成功次数（加抗扰）	规避成功次数（无抗扰）
1	$2 000$	258	238
2	$1 000$	290	277
3	$500$	318	298
4	$100$	343	335
5	$30$	367	342

表2

表3

纵向视线角测量误差灵敏度分析

编号	纵向视线角测量误差标准差值 $σ$	规避成功次数（加抗扰）	规避成功次数（无抗扰）
1	$1$	345	328
2	$0.3$	333	327
3	$0.15$	352	342
4	$0.10$	350	335
5	$0.03$	338	318

表3

表4

侧向视线角测量误差灵敏度分析

编号	侧向视线角测量误差标准差值 $σ$	规避成功次数（加抗扰）	规避成功次数（无抗扰）
1	$1$	352	328
2	$0.3$	338	335
3	$0.15$	355	342
4	$0.10$	335	340
5	$0.03$	358	350

表4

图18

图19

图 20

参考文献 31

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