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分析了无人作战平台的能力特点,设想了无人作战体系在海战场中的协同应用场景,设计了无人作战体系的指挥控制系统组成与指挥控制结构,对无人作战体系指挥控制中的主要关键技术进行了分析,促进无人作战平台在海战场中的协同作战应用。
使用无人机执行时敏性数据采集任务时,偏僻节点的存在会导致无人机能耗效率降低,地面传感器节点数据传输能耗增加,任务完成时间增加等问题。因此,提出了基于地面移动基站与无人机协同的数据采集方法。通过按需部署移动基站,完成对偏僻节点的数据采集并发送至无人机,以节省偏僻节点的传输能耗和无人机的飞行能耗,进而提高整个传感器网络的寿命和无人机的能耗效率。联合优化传感器的唤醒调度、无人机轨迹和基站部署位置,以最小化传感器能耗,然后将问题建模为混合整数非凸问题,通过应用连续凸优化技术,提出了一种有效的迭代算法来寻找次优解。仿真结果表明,相比其他基准方案,所提出的方案实现了显著的性能提升。
某局部冲突中,一方在综合国力和军队实力均与另一方不对称的情况下,以察打一体无人机运用为突破点,在多次低烈度局部冲突作战中,基于智能化游击战,借助非对称作战战法,达成超预期效果。梳理总结了双方无人机作战运用基本情况,分析了无人机作战主要特点,并就加强无人机数据链建设,重视有人/无人协同运用,创新战术战法和设计反无人机战略,提出建议,以期为智能化战争时代无人作战概念创新提供战略战术参考。
智能化战场态势评估是实现智能化作战指挥的基础和关键。随着机器学习的快速发展和在军事领域的广泛应用,以及战场数据获取能力的提高,基于机器学习的数据驱动的战场态势评估成为目前研究的热点。对战场态势评估的概念和基于机器学习的战场态势评估研究现状进行了概述,分析了现有基于机器学习的战场态势评估存在的问题,并对其解决思路和研究方法进行了展望。
机载激光制导武器凭借其精度高,抗干扰能力强,结构简单以及效费比高等特点,在现代战争中发挥着重要的作用,已成为近距空对地打击的重要武器。通过对空地作战中使用机载激光制导武器的军事需求及发展现状分析,总结其特点,分析其关键技术,预判其发展趋势,为把握机载激光制导武器的发展方向,研究其在未来战场上的作战使用提供参考。
针对传统差分进化算法在求解作战目标分配时存在的参数敏感性高、高维变量求解精度低和易陷入局部最优等缺陷,提出一种改进的多策略协同差分进化算法。以精英种群引导3个等规模种群协同进化,各种群将产生优秀变异体的历史信息作为自学习经验,根据进化程度适应性选择变异策略、缩放因子和交叉概率,从而平衡全局搜索能力和收敛速度。与3种常用算法在8个测试函数上进行实验对比,对最优解的平均值、标准差、Wilcoxon rank-sum检验和胜率进行分析,测试了算法的收敛性和稳定性。以某次联合火力打击为例进行仿真实验,结果表明,算法能够有效解决作战目标分配问题。
为适应智能化兵棋系统研究的需要,提出两种面向兵棋推演认知建模的交战火力单元智能预测方法。第一种是基于知识图谱表示学习的方法,它将知识图谱分解为属性子图,运用神经网络模型提取出各子图中火力单元的特征,通过计算目标与火力单元相关性进行预测。第二种是融合知识图谱与火力单元的运用行为的方法,它采用门控循环单元和注意力机制对火力单元的运用行为进行建模,将从知识图谱中提取的火力单元特征向量输入火力单元运用行为模型,以获得火力单元运用的行为特征,最终预测出将要交战的火力单元。实验表明,所提方法可以有效地预测出将要实施打击行动的火力单元。
RAM类目标作为弹道目标,质阻比参数决定其被动段的运动特性,若能估计出质阻比,便能对其弹道方程进行精确建模,对后续的跟踪及拦截有重要的意义,因此,设计了一种质阻比与状态联合估计的跟踪算法。首先,在雷达量测坐标系下建立了RAM类目标动力学模型,将质阻比作为新的状态加入模型中。考虑将质阻比视为常数不满足其慢时变特性的问题,基于一阶马尔科夫模型对质阻比建模。为了提高对该类弹道目标跟踪的稳定性,采用强跟踪CKF算法进行跟踪。仿真结果表明,相比于将质阻比建模为常数,该方法收敛速度提高了40%,状态估计精度提高了30%,在一定外界干扰下也能满足跟踪需求。
高功率微波(High Power Microwave,HPM)武器在未来海上舰艇防空作战中具有广阔的应用前景,将HPM武器与舰艇常规防空武器进行协同对提升海上防空反导能力具有重要意义。针对海上防空目标威胁评估问题,基于模糊小波神经网络(Fuzzy Wavelet Neural Network,FWNN)模型,选择来袭目标的类型、速度、航向角、干扰能力、高度和航路捷径六项指标作为FWNN的输入项,并将各项指标按照级量化理论进行量化,通过训练FWNN模型,得到输入项与威胁评估值的对应关系,建立来袭目标的威胁评估模型。利用构建的目标威胁评估模型,得到了相同来袭目标在有无HPM武器的威胁值。结果显示:FWNN模型的评估误差总体保持在0.05以下,优于BP神经网络模型;且HPM武器加入舰艇防空系统后,目标威胁评估值的均值下降了0.103 9。因此,构建的FWNN威胁评估模型能够较好地反映来袭目标的威胁程度;同时也说明HPM武器加入舰载武器防空系统能够在一定程度上减小来袭目标的威胁值,提升舰艇的综合防空能力。
针对装备保障能力需求分析针对性较弱,缺乏量化分析方法的问题,从使命任务入手,提出了一种面向任务的装备保障能力需求满足度分析方法。通过对使命任务的分解,并结合映射关系,得到特定使命任务下的装备保障能力需求;再利用逼近理想解法和灰色关联分析法,提出了面向任务的装备保障能力需求满足度计算模型,实现了装备保障能力需求的定量分析。最后,结合实例,验证了该方法的有效性和可用性。
为更好地评估对合成孔径雷达(SAR)的干扰效果,提出了一种基于层次分析法(AHP)和目标检测识别性能的评估方法。首先,根据战术背景对成像区域进行划分,利用AHP计算各区域的评估权重;而后,针对目标检测识别性能衰减情况设计评估指标,并根据干扰样式计算区域评估结果;最后,结合区域评估权重加权计算综合评估结果。仿真实验结果表明,该评估方法能与战术背景、作战需求紧密结合,较好地适用于近实时和非合作的评估场景。
潜射弹道导弹在作战使用过程中,发射平台的水下航行安全性、隐蔽性和导弹发射的安全性将受到导弹武器系统自身技术性能和海洋环境的影响。分析了海洋环境因素和武器系统自身因素对导弹作战使用的影响方式和各因素之间的相互关系,建立了导弹发射安全性评估指标体系。结合潜艇水下航行安全性、隐蔽性评估指标体系,形成潜射弹道导弹海洋环境影响评估指标体系,并提出后续应用数学方法对其进行综合评价应解决的关键问题。
针对舰艇海上训练面临的风险因素众多、复杂、相互交叉、相互制约、难以评估的问题,构建了基于云模型和网络分析法的评估模型,并结合实例进行了分析验证。结果表明:该方法充分考虑了风险因素之间的相互关系,有效克服了模糊性和随机性对评估的影响,为舰艇训练安全风险评估提供了一种新的思路。
通过对弹药精确保障能力影响因素进行分析,基于ISM构建了弹药精确保障能力影响因素的结构化模型,将弹药精确保障能力的诸多影响因素之间的复杂关系层次化,确定了影响弹药精确保障能力的关键因素,为平时弹药精确保障能力建设和战时重点关注节点的确定提供重要参考。
针对气垫登陆艇编波投送存在的多次投送时间较长的问题,基于气垫登陆艇二次装载方案的比较选优及气垫登陆艇投送流程的分析,提出了多艇多次投送的轮转投送法,建立了相关计算模型;通过模型分析与仿真计算,论证了轮转投送法投送效率的优越性,为丰富和发展气垫登陆艇使用方法提供了参考。
以军警联合反恐指挥方式为研究对象,运用复杂网络理论对军警联合反恐指挥方式进行网络建模抽象,提出军警联合反恐逐级指挥和军警联合反恐任务式指挥的网络模型生成算法并分析两种网络的网络效能,指出军警联合反恐指挥方式在确定指挥层级和指挥关系的同时,应加强同级相同任务节点间的协同,并分析得出所建网络具有小世界特性。
车载光电探测设备作为现代战车的“眼睛”,其性能的高低直接决定了战车能否对目标实施精准打击。因此,作为光电探测设备载体的稳定平台伺服系统要有良好的控制性能来保证光电探测设备视轴的稳定性。针对光电车载稳定平台伺服系统在实际工作中存在的摩擦力矩、不平衡力矩、路面扰动等非线性问题,设计了基于负载观测器的RBF神经网络滑模控制器以代替工业中广泛应用的PID控制器,进行稳定平台的位置控制。基于有强鲁棒性的滑模控制,利用RBF神经网络对时变未建模项进行动态自适应逼近,并利用负载观测器对时变的负载力矩进行观测后再引入控制率中削弱滑模控制器输出的抖动。仿真及实验表明,设计的控制策略能够有效地提高稳定平台的位置精度,并且使系统具有较强的鲁棒性。
柔性飞行器(Flexible Flying Wing Aircraft,FFWA)因具有高升力系数、低阻力系数等优点而受到广泛关注。受到结构动力学和刚体动力学的耦合作用,飞行器容易发生弹性形变,给柔性飞行器的建模造成困难,也给控制系统的设计带来挑战。为此,针对飞翼布局柔性飞行器模型,研究了一种自适应输出反馈控制方法,并在飞翼布局柔性飞行器上进行仿真验证。首先,搭建飞翼布局柔性飞行器纵向动力学模型,并进行配平;然后,对非线性纵向动力学模型线性化得到线性飞行器模型;然后,设计包括基于观测器的基线设计和基于修正闭环参考模型的参数自适应在内的自适应输出反馈控制器,总体上保证了存在不确定参数时的稳定性和跟踪性能;最后,验证了输出反馈控制器在加入修正闭环参考模型时的优越性能。仿真结果表明,运用输出反馈控制能够很好地处理飞行器模型存在不确定参数的问题,并且加入修正闭环参考模型能够提高控制器的参数自适应性能。
当前多传感资源协同与调度问题研究主要集中在单平台或者多平台各单系统之间的协同调度,针对舰载综合射频一体化雷达电子对抗体制下,进行具体作战任务时连续、动态的资源协同与调度的研究还不够。提出以作战步骤为驱动的舰载综合射频系统多传感器资源调度方法,从调度体系构建,柔性调度时间确立,资源分配及优先度计算准则入手,确定调度约束条件及调度策略要求,实现了综合射频系统对空作战资源保障的优化管理和调度,调度模型可为对空作战指挥及辅助决策提供指导和依据。
使用某型侦察装备进行实装标定操作训练时,需要较大的场地保障,操作过程比较繁琐,同时会对实装造成一定程度的磨损。为解决此问题,采用Vega仿真软件设计并实现了虚拟仿真标定训练系统,研究了系统的总体设计及功能模块设计,分析了三维场景的生成、瞄准镜和电视标定镜建模、装备车模型建模等关键技术。验证结果表明,系统实现了装备的虚拟标定训练需求,对提高装备的训练质量和训练效率具有重要的现实意义。
训练仿真系统是提高训练水平,提升训练效益,贴近实战训练的有效手段。通过对系统建设原因进行探讨,提出了借助指挥信息系统来搭建训练仿真系统。通过对装备集成训练仿真系统的定义和深入分析仿真系统需求的基础上,对系统功能和系统组织结构进行了设计,并从技术实现的角度对系统建设中所涉及的技术进行了较为细致的描述,对系统的后续建设具有一定的指导意义。
针对高能激光武器投入舰船电力系统时带来的冲击,提出采用动态电压恢复器进行电压补偿的策略。基于舰船综合电力系统的特征,建立仿真模型。分析动态电压恢复器的原理并建模,通过仿真对其有效性进行验证。研究结果表明:动态电压恢复器易于控制,能较好地应对高能激光武器加载到舰船电力系统时的电压跌落现象,可及时进行电压补偿。
针对某超视距雷达天线反射体原理样机的设计要求,提出了一种天线反射体的分块方案,根据方案进行了详细的反射体设计。利用MSC.Nastran有限元分析软件建立天线反射体的有限元模型,模拟实际应用工况,对反射体结构进行了刚强度校核。仿真分析表明,该反射体设计方案满足总体各项指标要求,为其他同类型天线反射体的设计提供参考。
