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在分析水下作战指挥系统特点基础上,论述了基于一体化网络的水下作战指挥系统体系架构和基于组件的水下作战指挥系统应用软件体系结构;针对水下作战指挥工程全生命周期管理的需求,详细分析了水下作战指挥系统作战需求建模与开发管理、作战模型验证与组件开发测试管理、作战指挥系统综合集成与全生命周期质量管理的关键技术。
编队体系作战是当前研究的热点问题,针对航母编队在信息化条件下的体系特征,采用超网络理论对编队体系进行研究。首先梳理超网络军事应用建模研究现状,并指出研究的不足;其次简述超网络概念,归纳编队作战体系超网络应用需求,并建立三层超网络模型;再次分析编队作战体系的网络节点度、超边度等超网络参数,对模型层网络的相关性、关联度进行研究;最后结合算例分析编队作战体系超网络特征,初步发现多层超网络中物理层网络、结构层网络的关联度、相关性较强,组织层网络对物理层网络的作用也比较明显,适合描述航母编队体系作战的运行和演化机制。
针对联合作战中火力打击计划拟制困难的问题,提出一种基于改进遗传算法的联合作战火力打击计划优化方案。通过引入基因群落预评分和多种群并行演化方法重新构造了遗传算法的执行模型,并通过仿真实验验证了方法的有效性。仿真结果表明:该方法确实能够在联合作战筹划阶段实现对火力打击计划的自动优化,相比于标准遗传算法和参谋手工拟制计划具有明显优势。
针对联合火力打击兵力需求问题,根据作战任务的毁伤要求和资源约束条件,建立了多目标作战资源优化模型,并根据不同作战阶段目标函数偏好不同,用基于模糊偏好的粒子群算法对多目标优化模型求解,在此基础上根据弹药消耗计算联合火力打击兵力需求。该优化模型为联合火力打击兵力规划提供科学的理论依据。
针对现代空战态势信息的模糊性与不确定性,提出了一种基于改进模糊综合评判法的无人作战飞机(UCAV)一对一超视距空战态势评估方法。首先,建立了UCAV空战优势模型和优势函数,以定量描述各空战态势影响因素;其次,采用多级模糊综合评判的方法,建立起双方UCAV与空战态势影响因素间的模糊关系,以有效处理不完备、不精确的空战信息。最后,利用模糊论域划分方法判定态势等级,得出空战态势判定表,以克服恒定数值评判结果带来的主观影响。实例分析结果表明,该方法客观可行,贴近空战实际。
为缩短作战系统执行复杂作战任务时的时间,需要对作战流程进行优化。通过构建任务逻辑模型,得到作战流程执行时间计算方法,根据战位—元任务匹配关系,得出不同战位匹配情况下的所有作战流程。通过对各流程执行时间和战位—元任务匹配关系分析,找到影响整个流程执行时间的关键节点,并利用甘特图验证优化流程的可行性,最终选出最优流程,得到实现最优流程的途径。
针对标准量子粒子群算法对多无人机任务分配中离散狭长解空间适应性差的问题,提出了基于粒子收敛程度的自适应惯性权重与量子门变异算子,将标准量子粒子群算法进行改进。利用自适应惯性权重加速算法快速接近真实的Pareto最优解,且协调算法在狭长解空间下寻优前后期的全局与局部搜索能力,使得算法具有动态自适应性,同时引入量子门变异算子保证解的多样性与寻优精度。仿真结果表明,改进的量子粒子群算法在多无人机任务分配问题中,提高了任务分配的精度与寻优效率,使任务分配达到全局最优值。
对人机特性进行比较,划分了人、机适合承担的任务域。建立了舰艇模拟训练系统人机功能分配模型,和基于FAHP法的人机功能分配方案优选模型,解决了部分作战功能难以有效分配的难题,为模拟训练系统充分发挥人机优势提供参考,进而提升了模拟训练效果。
网络化作战已成为未来战争的必然趋势,提出了“多层云架构”系统,该系统针对战场上多种资源进行统一调度、管理、协调和监控,充分实现资源高内聚、低耦合的控制逻辑,达到资源的快速配置、优化组合。并结合云计算技术和该系统下的资源配置模型进行分析,提出了基于负载均衡的跨云层任务分配方法。通过仿真验证:在“多层云架构”下基于负载均衡的跨云层任务分配方法能够有效均衡系统负载,快速高效地处理任务,提升系统效率。
针对当前地面无人作战平台性能评价标准不一的问题,探究一种客观公正的评价方法。首先,通过对地面无人作战平台自身机动能力和智能感应能力进行分析,得出地面无人作战平台的指标评价体系;其次,对地面无人作战平台的各项评价指标打分、进行归一化处理,得到地面无人作战平台各项评价指标的分数值;然后,通过EAHP法,得到各项指标的权重;最后,根据指标评价体系,以及各项指标的权重和分数值,对地面无人作战平台的性能进行整体评价。实例分析表明,该方法能够对地面无人作战平台的性能进行客观公正的评价,并为地面无人作战平台的发展方向提供参考。
针对现代海战时间短、导弹少、威力大,兵力损耗呈现“跳跃”性,且增援快等特点,提出了有支援的离散兰彻斯特模型,推导了“可见”型海战与“不可见”型海战模型的数学表达式,并进行了仿真实例分析。研究表明:对于“可见”型海战,投入战斗的兵力越多、导弹杀伤性越大、支援越多越及时的一方获胜;而对于“不可见”型海战,导弹杀伤性越大、支援越多的一方获胜,而与初始兵力无关。
现代陆军转型后,战斗形态转变为信息化条件下体系作战,为实现新形势下对后勤装备系统整体联动保障效能的评估,以部队执行机动作战任务为背景,采用模拟仿真的方法,通过对后勤装备系统构成分析与能力分析,对后勤保障装备系统建立保障效能评估指标体系,该指标适用于一线作战部队实施保障效能评估,其数据采集、管理方法简单易行,方便部队具体操作。
在分析我国遥感卫星地面系统的运行管理模式及其特点的基础上,借鉴DoDAF体系结构框架的分析方法,利用SA软件中的DoDAF ABM方法,建立遥感卫星地面系统的体系结构模型,分析遥感卫星地面系统的系统特性。基于已建立的体系结构模型,构建系统、合理、有效的遥感卫星地面系统体系效能评估指标体系,采用ADC方法对遥感卫星地面系统的体系效能进行建模,并应用该方法对陆地观测卫星地面系统的效能进行分析评估,验证了模型的有效性。结合遥感卫星地面系统体系结构开展效能评估研究,可为我国建设高效协同、天地一体化发展的遥感卫星地面系统提供参考。
针对航母舰载机着舰回收引导装备体系保障能力综合评估的不足,提出基于多人层次分析法(GAHP)与熵值法结合的综合评估方法,考虑主客观因素分别对评价体系产生的影响;针对该评估客体具有模糊性、不确定性的特点,提出基于云模型理论,求取定量指标云模型表征,并运用加权偏离度,使该体系保障能力评估实现定量与定性的相互转换,同时使评估结果更加直观,适于决策。通过仿真结果验证了所提评估方法的有效性和优势性。
针对现代作战训练的需求和武器装备的发展,系统分析了潜艇作战仿真训练系统的现状及其存在的问题,指出实时地仿真作战训练背景、依据训练目的和对抗过程给出作战训练效果评价,是潜艇战术仿真训练系统建设面临的关键问题,并对这些问题进行了分析。
为支持作战行动方案兵棋推演,辅助高层决策分析,提出基于对象过程方法论(OPM)概念元模型的作战行动方案建模方法。在剖析作战行动方案要素的基础上构建以作战任务为核心驱动的推演方案建模方法,以OPM方法逐层剖析方案模型有效避免多视图导致模型不一致问题,辅助高层决策指导兵棋推演并反向得到模型验证。以空中协同作战为案例,说明了该方法的有效性。
无人艇轨迹规划技术是目前无人艇平台研究中的重要课题,是实现无人艇智能无人驾驶功能的重要一环。在宏观上系统总结了国内外轨迹规划算法的主要研究成果,按照环境建模方法进行了算法分类,并对经典的算法和当前研究比较热门的算法的优缺点进行了分析比较,探讨了各个算法的改进方向。最后,提出了无人艇轨迹问题下一步的研究方向。
针对导调控制系统相关军事需求,设计采用开放式体系架构,在应用实现部分引入平台构件化设计理念,实现系统功能的灵活调整,信息交互部分引入通信服务总线概念,实现控制对象的通用交互,使系统可灵活进行应用功能组合,便于系统扩展;并针对异构系统信息互联互通、方案仿真推演、基于训练态势实时导调、系统功能动态调整等关键技术进行分析研究,给出了相应的解决思路。
为了提高靶机概念方案设计的效率,开发靶机概念方案的综合分析软件。该软件由分析模块、数据库和用户界面模块组成。分析模块包括方案定义、外形设计、气动分析、重量估算、推进系统和性能分析子模块。基于XML语言开发了数据库。数据库的功能是保存各分析模块的输入数据和计算结果,并实现各模块之间数据集成。软件具有简单易用的用户界面。靶机概念方案设计的典型例子表明,应用该软件能快速地获得靶机概念方案的几何模型及其气动特性、重量特性和性能,有效地缩短了靶机概念方案设计的周期。
当卫星信号遭到敌方干扰时,导航接收机很容易终止工作,为解决GPS导航接收机抗干扰问题,在分析接收机抗干扰技术发展的基础上,研究了基于时域滤波的接收机抗干扰,采用基于时域滤波的抗干扰算法的仿真实现方法,同时实现了滤波器输出信噪比与接收机跟踪载噪比两种方法抗干扰算法的评估,研究结果表明信噪比和载噪比的评估与理论基本符合,得出积分清除时间越大,信号带宽越小,噪声功率越小,信噪比越大的结论,为后续的研究发展提供技术参考和研究方向。
针对四旋翼无人机非线性、欠驱动、强耦合的特点,研究分析了四旋翼无人机的精确、稳定飞行控制问题,从非线性系统全状态反馈控制的角度,提出了一种基于一维云模型的智能控制方法,通过建立一维复合云模型控制器,设计了一种四旋翼无人机非线性控制系统,在线自整定控制参数以达到控制效果。在Matlab/Simulink仿真环境下,对所设计的四旋翼无人机控制系统进行了验证,并与传统控制器的控制效果进行比较。结果表明,该控制系统可以较好地实现四旋翼无人机的位置和姿态控制,保证各状态大范围渐进稳定,具有良好的适应性和鲁棒性。
针对垂索回收固定翼无人机的回收特点,设计了一型具有自锁功能的翼尖拦阻钩。处于回收航路的无人机与拦阻索接触时,自锁机构在两者相互作用下快速勾住并锁紧拦阻索。该机构通过弹簧及连杆实现自主回收,解决了拦阻后无人机下滑的问题。利用CATIA软件进行拦阻钩模型的运动仿真和关键承力零件过载情况的有限元分析,确保装置可靠。该型拦阻钩设计原理科学可行,通过结构适配设计,可应用于多型舰载小型固定翼无人机的回收,应用前景广泛。
位置感知已经成为移动互联网应用最受欢迎的领域之一。通常,最大似然估计(MLE)方法可用于预测未知节点的位置。但是,当通信范围内锚节点的数量较少时,传统的定位方法很难达到理想效果。因此,提出了一种基于误差估计的最小化误差传播定位方法(MEPLE),通过选择有价值的邻居(锚节点和规则节点)来估计位置。仿真结果表明,该方法在总体上优于MLE,特别是当锚节点数相对较小的情况下,比如10 ~ 20之间,平均可以减少50-80%的估计误差。
传统测量距离方向法对海射击水柱校射时,目标瞄准点和水柱均位于海平面。通过火控滤波解算预测目标未来点位置作为理论水柱位置,结合航程修正至射击时刻的实测水柱位置进行计算,获取水柱校射偏差。当设定对海目标瞄准点高度时,理论水柱位置相对目标未来点发生位移。分析对海射击时目标高度对水柱校射的影响,根据瞄准点处弹道倾角预测理论水柱位置。仿真分析表明,该方法在打击目标具有高度时,能够提高校射精度。
当前生长干部学员军事体能训练的方法和手段还存在问题,训练不科学、不系统导致个别学员军事体能训练成绩较差,而且用传统的训练方法提高成绩效果不明显,甚至还可能造成训练伤。以科学、系统、高效地提高生长干部学员体能训练成绩为目的,通过分析设计,以形成的一套体能训练系统为训练方法,学员根据系统生成的个性化、有针对性的训练方案进行训练,快速、健康地提高训练成绩,并和传统的训练方法进行对比分析,总结优点,展望未来。
目前的ADC/DAC多采用并行传输接口,在进行数据采用分析时,存在着串扰高、传输同步困难的一系列难题,为了解决这些问题,推出了以JESD204B为基础的高速串行数据传输接口。接口基于Xilinx公司的 Virtex-7系列FPGA为核心控制单元设计电路,对于单通道来讲,其对应的传输速率是6Gb/s,进行有关信息收发检测,证明了传输信息的同步性以及整个方案的可行性。结果证明,基于 JESD204B的串行传输办法不仅有效化解了并行传输存在的缺陷,同时有效降低了PCB布线难度,并且节约了成本。
推导了LVDT传感器的输出函数表达式,对传感器的输出相位移进行了系统性的研究,利用Ansoft软件进行了传感器性能分析,并绕制了2支传感器进行验证,得到了影响传感器相位的关键因素。得出的结果为传感器的相位设计提供了参考依据。
研究美军作战仿真系统的建设发展情况,对加快推进我军模拟训练与作战实验建设十分有益。通过对美军多种典型作战仿真系统及其相关支撑技术与发展趋势进行分析,总结归纳了其注重需求牵引、技术创新、体系配套、军兵种联合和滚动发展的5个主要特点,最后基于上述研究结合我军实际从较高层次提出了对我军建设作战仿真系统的三点启示。
