Костоглотов А.А.1, Пеньков А.С.2, Тавунов В.П.3

1,2 Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)

3 Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи (г. Ростов-на-Дону, Россия)

1kostoglotov@icloud.com, 2 pencha@mail.ru, 3 tavunov@mail.ru

Постановка проблемы. Использование фильтра Калмана в системах сопровождения движения маневрирующих объектов современных радиолокационных систем из-за неопределенности структуры и параметров модели движения и шумов состояния довольно часто приводит к большим динамическим ошибкам и последующему срыву сопровождения. Для решения этой проблемы можно использовать алгоритмы сопровождения с использованием формирующего фильтра и адаптации параметров на основе процедуры негладкой оптимизации Нелдера-Мида.

Цель. Разработать метод синтеза алгоритмов оценки параметров движения летательных аппаратов на базе модели маневрирующего объекта с последующей оптимизацией параметров методом деформируемого многогранника для повышения точности оценки параметров движения летательного аппарата в условиях маневра.

Результаты. Рассмотрен алгоритм сопровождения с использованием формирующего фильтра и адаптации параметров на основе процедуры негладкой оптимизации Нелдера-Мида. Получена структура рекуррентного алгоритма, которая характеризуется неопределенными параметрами, значения которых определяются на множестве траекторий, полученных по данным автоматического зависимого наблюдения, с использованием процедуры негладкой оптимизации Нелдера-Мида, что обеспечивает снижение ошибки в среднем на 23% на участке маневра.

Практическая значимость. Использование множества доступных траекторий в реальных условиях эксплуатации в качестве исходных данных для процедуры оптимизации параметров фильтра методом Нелдера-Мида позволяет минимизировать ошибку сопровождения цели и повысить устойчивость к срыву сопровождения в условиях маневрирования.

Костоглотов А.А., Пеньков А.С., Тавунов В.П. Метод структурно-параметрического синтеза алгоритмов сопровождения маневрирующих летательных аппаратов с использованием процедуры негладкой оптимизации // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2024. Т. 22. № 1. С. 15−23. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202401-03

1. Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Сов. радио. 1974. 432 с.
2. Шевцов О.Ю. и др. Адаптивная настройка фильтра Калмана для сопровождения маневрирующей цели в условиях наличия помех // Вестник Ярославского высшего военного училища противовоздушной обороны. 2021. № 2 (13). С. 34−41.
3. Костоглотов А.А., Пеньков А.С., Лазаренко С.В. Метод синтеза адаптивных алгоритмов оценки параметров динамических систем на основе принципа декомпозиции и методологии объединенного принципа максимума // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский Регион. Серия: Естественные Науки. 2020. № 4 (208). С. 22−28.
4. Сычев М.И., Фесенко С.В. Оценивание координат и параметров движения воздушных судов по информации от радиолокационных средств наблюдения // Труды МАИ. 2015. № 83. С. 25−34.
5. Зингер Р.А. Оценка характеристик оптимального фильтра для слежения за пилотируемой целью // Зарубежная радиоэлектроника. 1971. № 8. С. 40−57.
6. Костоглотов А.А., Пеньков А.С., Лазаренко С.В. Структурно-параметрический синтез фильтра сопровождения на базе декомпозиции по целевому функционалу с адаптацией к возмущениям траектории // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2021. Т. 19. № 2. С. 14−25.
7. Костоглотов А.А., Кузнецов А.А., Лазаренко С.В., Ценных Б.М. Совмещенный синтез адаптивного к маневру фильтра сопровождения // Радиотехника. 2015. № 7. С. 95−103.
8. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М.: Наука. Главная редакция физико-математи­чес­кой литературы. 1978. 352 с.
9. Матвеев В.В. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». 2009. 280 с.
10. Farina A., Studer F.A. Radar data processing. Volume I: Introduction and tracking. Research Studies Press Ltd. 1985. 325 p.
11. Коновалов А.А. Основы траекторной обработки радиолокационной информации. Часть 2. СПб: СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2013. 180 с.
12. Костоглотов А.А., Кузнецов А.А., Лазаренко С.В. Синтез модели процесса с нестационарными возмущениями на основе максимума функции обобщенной мощности // Математическое Моделирование. 2016. Т. 28. № 12. С. 79-87.
13. Kostoglotov A.A., Lazarenko S.V., Pugachev I.V. Method of synthesis of multi-mode control under the expected uncertainty using the analysis of the phase-space decomposition on the basis of the generalized power maximum condition // AIP Conference Proceedings : Proceedings of XV International scientific-technical conference «Dynamics of technical systems» (DTS-2019): electronic edition. Rostov-on-Don. 2019. V. 2188. P. 030005.
14. Гольденштейн А.Л. Оптимизация в среде MATLAB: Учеб. пособие. Пермь: Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического ун-та. 2015. 195 с.