Tối ưu hóa quyết định tấn công, phòng thủ của máy bay không người lái dựa trên thuật toán di truyền

Máy bay không người lái (UAV) ngày càng thể hiện được ưu thế trong tập kích đường không. Ra quyết định tấn công hay phòng thủ chính xác, hiệu quả là những yếu tố quan trọng nhất đảm bảo thắng lợi trong không chiến của máy bay không người lái. Bài báo giới thiệu phương pháp sử dụng thuật toán di truyền để tối ưu hoá quyết định hiệp đồng tấn công cho UAV.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tối ưu hóa quyết định tấn công, phòng thủ của máy bay không người lái dựa trên thuật toán di truyềnCơ học & Điều khiển thiết bị bay TỐI ƯU HÓA QUYẾT ĐỊNH TẤN CÔNG, PHÒNG THỦ CỦA MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI DỰA TRÊN THUẬT TOÁN DI TRUYỀN Lê Ngọc Giang1, Trần Xuân Tình2*, Phạm Tuấn Thành2, Phạm Công Tư3 Tóm tắt: Máy bay không người lái (UAV) ngày càng thể hiện được ưu thế trong tập kích đường không. Ra quyết định tấn công hay phòng thủ chính xác, hiệu quả là những yếu tố quan trọng nhất đảm bảo thắng lợi trong không chiến của máy bay không người lái. Bài báo giới thiệu phương pháp sử dụng thuật toán di truyền để tối ưu hoá quyết định hiệp đồng tấn công cho UAV.Từ khóa: UAV, Thuật toán di truyền, Đa mục tiêu. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay Viện Kỹ thuật quân sự PK-KQ đã thành công trong nghiên cứu, chếtạo máy bay không người lái thương hiệu Việt Nam, đáp ứng sự phát triển và yêucầu nhiệm vụ trong tình hình mới của quân chủng PK-KQ nói riêng, quân đội ViệtNam nói chung. Sự đối kháng trên không giữa phi đội ta và phi đội địch, đòi hỏitrong thời gian ngắn nhất phải đưa ra quyết định chính xác tấn công hay phòng thủđể giành chiến thắng. Dưới đây là sơ đồ tối ưu hóa quyết định tấn công và phòngthủ của UAV: Tình hình chiến đấu trên không Ma trận chỉ số đe dọa mục tiêu Ma trận Phân phối QĐ hiệp hiệu quả nhiệm vụ, đồng tấn hiệp đồng Phân phối công,và tấn công, hỏa lực phòng thủ Ma trận hệ số phòng thủ Mức độ quan phòng thủ trọng của phi đội Hình 1. Sơ đồ tối ưu hóa quyết định hiệp đồng tấn công, phòng thủ. 2. CƠ SỞ RA QUYẾT ĐỊNH TẤN CÔNG Việc đưa ra quyết định tấn công của UAV, dựa trên cơ sở tính toán Chỉ số hiệuquả không chiến và Chỉ số đe dọa mục tiêu. Căn cứ vào các số liệu đầu vào như cựly phát hiện, khoảng cách và góc tiếp cận, độ cao, số lượng, đội hình bay của máybay ta (MBT) và máy bay địch (MBĐ), mà các chỉ số trên được tính như sau:2.1. Chỉ số hiệu quả không chiến Khả năng chiến đấu của UAV thường đánh giá qua bảy yếu tố chính [2-4]: khảnăng cơ động, khả năng hỏa lực, khả năng phát hiện mục tiêu, hiệu quả điều khiển,khả năng sống sót, lộ trình bay và khả năng tác chiến điện tử. Chỉ số hiệu quảkhông chiến được tính theo công thức sau:84 L. N. Giang, …, “Tối ưu hóa quyết định tấn công… dựa trên thuật toán di truyền.”Nghiên cứu khoa học công nghệ C  ln B  ln  A1  1  ln A 2  1 2 3 4 Trong đó: B là tham số cơ động; A1 là tham số hỏa lực, A2 là tham số khả năngphát hiện; 1 là hệ số hiệu quả điều khiển;  2 là hệ số khả năng sống sót, 3 là hệsố hành trình;  4 là hệ số khả năng tác chiến điện tử.2.2. Chỉ số đe dọa mục tiêu Các phi đội địch ta tham gia không chiến có thể được coi là những vật thểchuyển động trong không gian. Chỉ số đe dọa bao gồm chỉ số đe dọa góc, chỉ số đedọa cự ly, chỉ số đe dọa tốc độ, chỉ số đe dọa độ cao, được tổ hợp theo giá trị trọngsố nhất định tạo thành. Mối quan hệ trạng thái không chiến thể hiện trong hình 2. φj Vj MBĐ thứ j Dij φi Vi MBT thứ i Hình 2. Mối quan hệ trạng thái không chiến. Trong đó: Vi là tốc độ MBT thứ i, Vj là tốc độ MBĐ thứ j, φj là góc giữa đườngngắm MBĐ thứ j và vecter tốc độ MBĐ thứ j (góc tiếp cận của MBĐ thứ j), φi làgóc tiếp cận của MBT thứ i. Hai góc kể trên đều lấy bên phải đường ngắm mụctiêu 0 ≤ φi ≤ 180°，0 ≤ φj ≤180°. Chỉ số đe dọa cự ly:  0.5 D j  D tcj , D j  Dm  0.5  0.2(D  D ) / (D  D ) D tcj  D j  Dm  j tcj m tcj T D ij   1.0 D tcj  D j  Dm  0.8 m ax (D tcj , D m )  D j  D ph Trong đó: Hiệu cự ly giữa máy bay ta và máy bay địch là Dij = Di - Dj Dm là cự ly phóng cực đại của tên lửa máy bay ta Dtcj là cự ly tấn công của tên lửa máy bay địch Dph là cự ly phát hiện cực đại của máy bay ta Chỉ số đe dọa góc: 1 ( ij /1800 )  2 Tij  e i   jvới, ij  ,  i là tham số điều chỉnh hình học. 3600Tạp chí Ng ...