反无人机蜂群作战指挥控制系统

随着无人机战技性能的不断提升以及战术战法的广泛运用,无人机蜂群协同作战给当前防空系统带来了全新的挑战。通过梳理分析近年来无人机蜂群作战运用案例,总结了当前无人机蜂群作战运用的特点,阐述了发展反无人机蜂群作战指挥控制系统的必要性和紧迫性。由此,结合当前世界各军事强国反无人机蜂群作战指挥控制系统的现状,对未来反无人机蜂群作战指控系统发展提出了一些启示建议。

基于模型的大口径舰炮武器系统效能评估

为解决以文本的方式进行大口径舰炮武器系统效能评估过程中存在的一些问题,提出以基于模型的系统工程(MBSE)的方法论为指导,使用系统建模语言(SysML)建立系统设计模型,推导出效能指标,再进行效能评估的技术路线。此方式加强了系统设计模型与效能评估模型间的交互,通过生成的大口径舰炮武器系统的系统设计模型,确定与效能评估相关的计算参数,整个设计过程通过视图模型进行信息传递,既去除了非结构化的冗余信息,也能实现模型的迭代优化,得到不同系统设计模型下的大口径舰炮武器系统的效能值,从而优选出最佳系统设计方案,大大提升了武器系统的设计效率。建模从需求分析开始,与效能指标计算形成闭环验证,结果表明该技术路线进行大口径舰炮武器系统效能评估具有可行性。

反鱼雷技术发展与展望

鱼雷是现代海战中水面舰艇和潜艇面临的主要威胁之一,如何防御鱼雷一直是各国研究的热点和难点问题。分析了当前几种典型的反鱼雷技术的应用原理、技术特点、适用条件、优缺点等,并在此基础上对反鱼雷技术的发展趋势进行了展望。

导弹技术保障能力评价指标体系研究

通过对导弹技术保障评价进行需求分析,首先明确了导弹技术保障能力评价指标确立的原则,确定了导弹技术保障能力评价指标内容,建立了相应的评价指标体系层次结构,并对底层指标进行了具体的释义阐述;最后对于导弹技术保障能力评价指标体系的应用进行了简单说明,为进一步对导弹技术保障能力评价打下基础。

空气冷却型PEMFC多场耦合仿真分析

通过对多场耦合的三维单通道质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型进行仿真,分析阴极极板构型对电堆传质和传导特性的影响。对不同脊槽比、宽度和增加微结构的单通道电池进行研究,发现:脊槽比过小导致接触电阻增大,输出电压减小;而脊槽比过大引起传热、传质性能降低,也会影响输出电压,当脊槽比为3时,输出电压达到相对最优。单通道电池宽度小于4 mm时,宽度越小输出性能越好。增加起伏微结构,促进气体扩散层内扩散流动速度分量,可改善传质特性,反应界面氧气浓度提高13%,输出电压提升。

美国海军军械缺陷报告系统建设分析

在介绍美军械缺陷报告法规的基础上,重点对美国海军军械缺陷报告类型、管理信息系统以及缺陷报告流程和时限进行分析,以期对我海军军械装备质量建设有所启发和借鉴。

基于随机截尾的导弹值班可靠性分析

考虑到导弹值班环境同岸上贮存环境存在诸多明显差异,对于导弹值班数据的寿命分布规律应当进行单独研究。运用残存比率法对某型导弹的值班数据进行了可靠性数据处理和分析,分别用指数分布和三参数威布尔分布进行拟合,并证明了三参数威布尔分布能更好地描述导弹值班可靠性。

复杂约束条件下异构多智能体联盟任务分配

分布式任务决策是提高多智能体系统自主性的关键.以异构多智能体协同执行复杂任务为背景,首先建立了一种考虑任务载荷资源约束、任务耦合关系约束及执行窗口约束等条件的异构多智能体分布式联盟任务分配模型;其次,对一致性包算法(CBBA)进行了扩展,提出了基于改进冲突消解原则的一致性联盟算法(CBCA),以实现异构多智能体协同无冲突任务分配,并进一步证明了在一定条件下CBCA算法收敛于改进顺序贪婪算法(ISGA).最后通过数值仿真,验证了CBCA算法求解复杂约束条件下异构多智能体联盟任务分配问题的可行性和快速性.

基于威胁建模的UCAV武器投放在线航迹规划

针对无人作战飞机(UCAV)执行对地攻击任务时的武器投放航迹规划问题,提出了一种基于环境威胁建模的在线航迹规划方法。通过对UCAV气动力、发动机推力及油耗等特性进行分析,建立了UCAV质点运动学和动力学模型;考虑UCAV性能和战场环境威胁约束,通过计算求解机载制导炸弹的可投放区包络,将可投放区中心和投放姿态作为末端约束条件,构造了UCAV武器投放航迹规划模型;提出了一种基于威胁建模的在线航迹规划方法,将航迹规划问题转换为飞行过程中的威胁态势划分问题进行求解。仿真结果表明,所提方法可有效实现静态与动态场景下UCAV武器投放在线航迹规划。

基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法

针对无人机飞行过程中避障问题,提出了一种基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法。通过对无人机平台模型进行分析,构造了无人机状态空间预测模型。为保证路径规划过程输出的平稳性,采用一阶指数变化形式作为无人机飞行路径的参考轨迹。设计了预测模型调整策略,并给出了参数调整流程,以能力-时间组合最优为目标,建立了无人机避障路径优化模型,采用有限时域优化的滚动优化算法对无人机避障优化模型进行了求解。算例仿真结果表明,该算法可有效解决无人机飞行路径的避障问题。

海上无人机蜂群目标威胁评估方法

针对海上无人机蜂群目标威胁评估问题,构建无人机蜂群威胁评估指标体系,建立海上无人机蜂群威胁评估模型,提出一种改进逼近理想解法的无人机蜂群威胁排序方法,设计二级威胁评估流程。仿真分析结果表明,新方法可以有效准确地对多批次无人机蜂群目标进行威胁评估,为反无人机蜂群作战指挥决策提供参考依据。

基于MDP的有/无人机编队对地攻击行动方案规划

针对有/无人机编队对地攻击作战行动方案规划求解问题,提出一种基于马尔可夫决策过程(MDP)模型的求解策略。首先,依据有/无人机编队对地攻击兵力组成和行动特点,给出了MDP模型中状态集与行动集的形成方法,设计了MDP模型中状态转移概率计算方法和报酬函数,考虑资源、时间等约束条件,进一步建立了行动方案生成MDP优化模型;其次,对蚁群算法的路径选择概率和信息素更新策略进行了改进,并应用于MDP优化模型求解;最后,进行了仿真分析,结果表明,提出的方案能够有效地求解有/无人机编队行动方案生成问题,求解过程速度快,解质量较高。

预警机支援下的地空导弹杀伤区远界研究

基于等角航线目标运动模型,构建了预警机支援下杀伤区坐标系,并给出了地空导弹杀伤区的计算方法;结合实际地理环境,对预警机和阵地之间的位置进行分析,得到了跟踪探测空间范围的计算方法,分析出在该空间范围内导弹最大飞行斜距是限制杀伤区远界的主要因素,并给出了斜距的计算方法,确定杀伤区远界点位置;算例结果表明:预警机支援下地空导弹超视距拦截低空超低空目标的杀伤区远界得到了有效的、高倍扩展。

异构多智能体联盟动态任务分配

研究了突发新任务的动态场景下异构多无人机智能体分布式联盟任务分配问题,主要包括两方面内容:首先扩展了一致性包算法(consensus based bundle algorithm,CBBA),考虑任务载荷资源约束、子任务耦合关系约束及执行窗口约束等条件提出了一致性联盟算法(consensus based coalition al⁃gorithm,CBCA);其次,针对新任务出现的动态应用需求,研究了3种动态任务分配策略,分别为无重规划动态分配策略(consensus based coalition algorithm with no resetting,NR⁃CBCA)、完全重规划动态分配策略(consensus based coalition algorithm with full resetting,FR⁃CBCA)及部分重规划动态分配策略(consensus based coalition algorithm with partial resetting,PR⁃CBCA)。最后,以侦察型无人机和攻击型无人机协同执行对地侦察攻击任务为例,验证了CBCA算法的可行性及3种分配策略对动态任务场景的适用性。

基于变步长稀疏A~*搜索和MPC的多无人机层次化协同航迹规划

提出一种路径规划与轨迹规划相结合的多无人机实时航迹规划层次结构。首先,建立了路径规划问题模型,提出了一种连续可变步长稀疏A*算法(Sparse A~* Search,SAS)进行求解,克服了固定步长对于环境变化适应性较差的不足;其次,对于任一中间航路段,设计了基于模型预测控制((Decentralized Model Predictive Control,DMPC)思想的轨迹规划问题求解框架,综合考虑UAV飞行运动学约束、避碰约束,建立DMPC单步非线性规划问题模型;最后,对提出的层次化航迹规划方法进行了仿真验证。与传统的航迹规划方法相比,该方案均衡了解质量与实时性要求,并具有更好的适应性。

基于改进QGA的有/无人机编队多任务联盟生成

针对有/无人机编队作战中多约束复杂任务分配问题,提出一种改进QGA(Quantum Genetic Algorithm,QGA)的多任务联盟求解方法。首先确定任务需求、时间、平台能力等多种约束,综合考虑联盟总任务收益、耗费成本与任务时间因素,构造目标函数,建立了多任务联盟生成优化问题模型;从多分组并行演化、观测值修正、动态旋转角调整3方面对QGA算法进行改进用于问题求解;并结合实际案例进行了仿真分析,结果表明,提出的方法可以有效生成多任务联盟,解决有/无人机编队多约束复杂任务分配问题,解质量较高。

基于视线导引策略的无人艇航迹跟踪控制算法

为实现复杂海洋环境下无人艇对期望航迹的精确跟踪和安全航行控制问题,对目前用于无人艇航迹跟踪控制的视线导引策略进行了详细研究,可分为基于前视距离的视线导引策略和基于包围圈的视线导引策略两大类,并分析了两类算法各自的优缺点。建立无人艇数学模型,基于前视距离的视线制导策略和PID控制思想设计无人艇航迹跟踪控制算法。仿真实验结果表明:所提算法具有良好的航迹跟踪控制效果,可为现阶段我国无人艇自主航行控制技术的研究和无人艇装备建设提供参考。

海上无人机及蜂群作战指挥控制系统发展

无人机对海作战离不开无人机指挥控制系统的指挥决策和行动控制。详细分析了无人机及蜂群在海上反舰作战、防空作战、两栖登陆作战等运用的特点,结合美国近年来在无人机及蜂群作战指挥控制系统发展情况,提出了对未来海上无人机蜂群作战指控系统发展的一些启示和建议。

带落角约束的中远程地空导弹高抛弹道优化设计

针对中远程地空导弹对抗超低空目标的弹道设计问题,提出了一种带落角约束的中远程地空导弹高抛弹道优化设计方法。综合考虑高抛特性和末端约束特性,选取四次多项式方程作为高抛弹道设计模型,以能量效率最优为目标,在末端落角约束和高度限制约束下,建立高抛弹道优化设计模型,采用滚动优化求解方法对弹道优化模型的弹道系数进行求解。仿真结果表明,该方法能有效解决高抛弹道的优化设计问题。

有/无人机编队协同作战指挥控制关键技术综述

随着无人机技术的发展和作战任务的日渐复杂,有人机与无人机联合编队协同作战将是未来作战的一种重要形式,有/无人机编队协同作战指挥控制技术成为当前研究的难点问题之一。总结梳理了近年来国内外有/无人机协同作战相关项目研究进展情况。通过分析有/无人机编队组成和典型作战过程,研究了有/无人机协同作战指挥控制体系结构。从指控组织动态优化、智能决策、任务规划、数据通信四个方面,分析归纳了有/无人机编队协同作战指挥控制关键技术。对有/无人机编队协同作战指挥控制技术的未来发展方向进行了展望。