雷达抗前门耦合攻击防护能力对比分析

针对雷达遭受高功率微波武器攻击时容易损伤的问题,理论分析了雷达最远防护边界和雷达天线增益及接收机限幅器能力的关系,从空间滤波的角度,对比了反射面雷达和有源相控阵雷达抗前门耦合攻击的能力。分析得出只有高功率微波武器处于反射面雷达天线的主瓣范围附近时,对其前门耦合攻击效果才强于有源相控阵雷达;反之,要弱于有源相控阵雷达。由于反射面天线雷达主波束很窄,造成攻击的时机很短,所以反射面雷达在面对高功率微波武器时防护能力更强。

潜艇强机动变深规避鱼雷攻击仿真研究

潜艇利用强机动变深规避鱼雷末端攻击弹道是其规避鱼雷攻击的方法之一,也是潜艇防御鱼雷的最后措施。研究这种规避方法的可行性和有效性,可以为潜艇指挥员科学合理地操纵潜艇规避鱼雷攻击提供参考,对提高潜艇生命力和战斗力具有十分重要的理论研究意义和军事应用价值。通过对强机动规避方案基本原理及不同机动方式的效果进行理论剖析,并对潜艇和鱼雷相对运动态势进行建模仿真计算,验证了潜艇强机动变深规避鱼雷攻击的效果。仿真计算表明,在一定距离范围内,高速机动的潜艇利用高压气吹除主压载水舱的水,同时采用上浮大舵角使潜艇大尾倾高速上浮至水面来规避鱼雷末端攻击弹道,随后迅速下潜到浅水层完成规避鱼雷攻击,这种战术机动规避措施在理论上是可行的,但是该方案采用时机亦应当充分考虑分析。

防空作战中多边形责任区预警机空域配置方法

针对防空作战中不规则多边形责任区预警机空域配置问题,基于预警机巡逻航线最短直飞距离和最小转弯直径所形成的实时探测区,通过寻优算法确定预警机责任子区和相应的预警机巡逻可用空域,再基于预警机稳定覆盖度评估准则,对其空域配置进一步寻优,得到预警机空域配置优化方案。通过算例仿真验证了此种方法在不规则多边形责任区中规划预警机空域配置的可行性和提升作战效能的有效性,其方法具有较强的实用价值和军事价值。

空射诱饵弹对地面防空装备作战使用影响研究

空射诱饵弹(miniature air launched decoy,MALD)可诱骗地面防空雷达开机,消耗防空弹药,降低地面防空装备作战效能,提升空中编队突防能力。在梳理空射诱饵弹发展概况基础上,分析空射诱饵弹目标特性,构建典型作战运用场景,开展MALD对制导雷达探测跟踪性能和拦截效能影响分析,采用理论分析和动态仿真的方法研究了空射诱饵弹实施远距离欺骗、抵近干扰对制导雷达探测跟踪性能的影响,采用排队论方法分析MALD对空中编队突防效能的影响。研究结论可为空射诱饵弹战术运用提供参考。

空天目标雷达智能识别仿真系统设计与实现

雷达智能识别方法训练、测试与评估通常需要构建大样本的数据集,如何快速获得有效的数据集是亟待解决的问题。分析了空天目标雷达智能识别系统应用场景,并结合应用需求给出了空天目标雷达智能识别仿真系统建设思路;采用组件化、模块化设计方法,设计空天目标雷达智能识别仿真系统框架,构建空天目标智能识别仿真系统,快速准确模拟空天目标电磁特性和动态回波,具有可扩展、可重构能力。仿真结果和初步应用表明,该系统可用于不同应用场景下空天目标雷达智能识别方法的测试与评估。

基于改进支持向量回归的空战飞行动作识别

针对空战中飞机的飞行动作愈发复杂导致识别准确率低的问题,提出了改进支持向量回归的空战飞行动作识别方法,该方法采用高斯核函数作为线性核函数,利用混沌初始化和反向学习策略改进麻雀搜索算法,利用改进后的麻雀算法优化支持向量回归算法,具体表现为对支持向量回归算法中高斯核函数的参数进行优化,通过优化后的支持向量回归算法进行飞机动作识别。采用了五种基本的飞行动作和几种复杂的飞行动作验证该方法的识别准确率。仿真表明,优化后的支持向量回归算法与传统的支持向量回归算法、模糊支持向量机算法、传统聚类算法、神经网络算法相比,对基本飞行动作的平均识别率至少提升了2.2%,对复杂飞行动作的平均识别率至少提升了3.7%。

无人机折叠翼分步展开机构设计及动力学分析

小型巡飞无人机折叠翼的展开方案对于无人机飞行模式切换具有重要影响。针对无人机折叠翼折叠特点与展开需求,提出同步展开和分步展开2种方案。采用拉格朗日法建立折叠翼展开动力学模型,应用气动力仿真软件计算折叠翼在展开过程中所受空气阻力,得出折叠翼采用不同展开方案时所需驱动力矩,以驱动力矩作为评判标准,选取折叠翼最优展开方案。仿真计算结果表明,折叠翼分步展开方案可在保证展开到位的情况下,以小力矩在短时间内完成展开运动。针对折叠翼分步展开方案设计折叠翼分步展开机构,并进行结构静强度分析,验证结构方案的可行性。

空中目标动态电磁散射数据仿真系统设计与实现

电磁散射数据是目标识别研究的基础,但由于试验测量成本高、可重复性差等问题,空中目标电磁散射实测数据十分有限。基于去遮挡的N点模型和电磁计算数据插值研究了空中目标动态电磁散射数据仿真方法,设计了空中目标动态电磁数据仿真系统,该系统将电磁散射仿真与实际飞行场景相结合,支持场景自定义和空中目标三维模型库扩展。分析了飞机和巡航导弹2类目标仿真数据及成像结果,结果验证了仿真方法正确性和系统有效性,可为研究实际场景下的空中目标识别提供支撑。

智能化空天防御作战体系架构设计方法研究

在潜在威胁日趋智能化和当前智能技术不断进步的双重推动下,空天防御作战体系不是装备和技术的线性叠加与机械堆砌,而是一个各作战要素有机融合、动态适变与持续演进的综合智能体。在分析智能化空天防御作战体系特征的基础上,创新智能化设计范式与理念,提出一种基于智能体网络的体系架构设计方法,从兵力节点、兵力关系、适变机制3个方面探讨了智能化赋能架构设计的关键技术。该方法为空天防御力量的顶层设计提供了智能化方法参考,有助于提升空天防御作战体系建设与运用的智能化、网络化水平。

高超声速飞行器发汗冷却系统自抗扰控制研究

针对高超声速飞行器发汗冷却系统的温度控制问题,在一维固定边界发汗冷却模型的基础上,提出了用于调节飞行器壁面多孔介质温度的自抗扰控制器,并进行了数值仿真。该控制器不依赖于多孔介质温度场精确的数学模型,通过从系统的输入输出数据中提取干扰信息并进行补偿,实现对热流干扰的抑制。仿真结果表明,针对发汗冷却系统设计的自抗扰控制器,能够实现对参考温度的快速跟踪;且相较于传统的PID控制,温度响应没有超调;在有外界热流干扰时,具有较强的鲁棒性和适应性,可以为发汗冷却控制系统的工程应用提供一定参考。

基于滚动时域估计的高超声速飞行器轨迹跟踪

针对高超声速飞行器高精度轨迹跟踪问题,提出一种将滚动时域估计与交互式多模型算法相结合的强机动目标轨迹跟踪算法。给出了半速度系下的高超声速飞行器滑翔段运动模型及量测模型。利用滚动时域估计方法将状态估计问题转化为有约束的优化问题,并充分考虑飞行器滑翔段物理约束。在此基础上,为应对目标不同机动模式,借助交互式多模型算法思想建立模型集对其进行近似。分别在机动模式不变和机动模式突变的情况下对算法进行了验证。结果表明,新算法采用多个模型并行估计,即时调整模型概率后进行融合输出,能够有效避免目标跟踪模型失配,可显著提高对于高超声速飞行器这类强机动目标的轨迹跟踪精度。

多功能海军导弹运输车技术研究

针对海军舰载导弹转运及装舰过程中,运输车功能单一、通用性差,且装舰操作流程繁琐、时间长的问题,提出一种多功能导弹运输车的技术方案,该方案以通用化和结构功能一体化为设计理念,对运输车的运输功能与辅助起竖功能进行一体化设计,在满足海通各型导弹公路运输功能的前提下,集成导弹水平、垂直姿态转换的功能,突破筒弹在舰面装填方式的限制,解决筒弹装舰过程中吊装流程繁琐的问题,实现在运输车上直接起竖筒弹的功能,缩短筒弹装舰时间。该方案使得舰载导弹转运、装舰的流程得以简化,提升了装备的使用效能。

一种基于扰动补偿的机弹协同LOS主动防御制导律

随着无人技术和军事科技发展,无人近距空战引起了世界军事强国的广泛关注。面临高速大机动能力来袭导弹的威胁,传统的抛洒箔条或释放热焰弹等被动防御措施无法确保目标飞行器安全逃逸,通过发射拦截弹协同目标飞行器机动实施的主动防御是一种可行的方法。由于来袭导弹机动能力较强且加速度信息未知,是目标飞行器-拦截弹制导律协同设计的难点。提出一种基于扰动补偿的LOS主动防御拦截制导律,通过设计一种非线性扰动观测器来估计来袭弹产生的机动的影响,并在机弹协同LOS主动防御制导律设计中补偿。通过仿真算例验证了所提方法能够有效拦截具有未知机动能力的来袭导弹,为研究三体攻防问题提供了一定的参考。

基于可达区预测的高速机动目标多弹拦截决策

针对大气层内高速机动目标的多弹拦截问题,提出了一种基于可达区预测的多弹拦截决策方法。基于机动能力分析与曲线拟合方法建立了拦截弹可达区的解析模型,可实现在给定发射点与预测命中点后拦截弹可达区边界生成;结合进攻弹的可达区快速预测方法,将高速机动目标的多弹拦截决策转化为攻防可达区覆盖优化问题,设计寻优算法并求解得到使用最少拦截弹覆盖最大范围进攻弹可达区的多弹拦截策略;通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

基于干扰补偿的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

针对带有未知外部扰动的四旋翼无人机轨迹稳定跟踪问题,设计了一种基于干扰补偿的控制策略。针对四旋翼无人机位置环设计PID位置控制器,并基于干扰估计器对外部干扰进行补偿。通过姿态解算得到期望姿态,并针对四旋翼无人机姿态环设计具有强鲁棒性能的INDI姿态控制器,通过Simulink进行仿真对比试验。实验结果表明,该控制策略可实现带有未知外部扰动条件下的四旋翼无人机轨迹跟踪能力。

高超声速飞行器改进阻力加速度剖面设计

针对高超声速飞行器在滑翔段标称轨迹制导过程中的阻力加速度剖面设计问题,提出了一种改进的阻力加速度剖面设计方法。为增大飞行器滑翔段航程,改善飞行状态参数,设计了以能量倒数为自变量的二次函数形式剖面,通过改变剖面中点处阻力加速度值的方式对剖面形状进行调整,以满足高超声速飞行器各项约束。仿真结果表明,与传统二次函数阻力加速度剖面进行对比,该阻力加速度剖面能够增加最大滑翔距离,并改善飞行状态参数,能支持飞行器完成禁飞区绕飞任务。

改进蚁群算法在地形跟随航线规划问题中的应用

针对飞机地形跟随航线规划需要,提出了一种基于改进蚁群算法的通用解决方案。该方法通过空间等分的思想将三维地图重构为解空间,并通过一系列改进措施提升蚁群算法效率,包括围绕加强蚁群中最优蚂蚁的正增益、减弱最劣蚂蚁的负增益,设计信息素更新策略;综合考虑可行航路点距离、高度、转弯角度的影响,设计节点移动策略;采用粒子群算法,智能优化求解蚁群算法的核心参数等,实现地形跟随航线的快速生成。通过具体算例验证了该方法的先进性和可行性。

基于张量分解的光谱图像压缩感知重构

光谱成像丰富的空间信息和光谱信息能够为弹道导弹预警探测提供重要的信息支撑,压缩感知则为实现光谱图像数据的高效采集和处理提供了有效途径。针对现有压缩感知重构多采用“空间域压缩采样和谱间传统压缩”的编码方式,仍存在一定资源浪费的问题,提出了一种基于张量分解的光谱图像压缩感知重构方法。该方法利用光谱图像数据的三维空间稀疏性,建立基于三阶张量Tucker分解的光谱图像重构模型,基于正交匹配算法设计相应的模型求解方法;将传统正交匹配算法推广到三维空间,设计一种以三阶张量为字典原子的正交匹配追踪算法,在三维空间实现光谱图像数据的压缩采样及解码重构。实验分析结果表明,该方法能够充分利用光谱图像三维数据块结构信息,有效降低重构算法复杂度,增强压缩感知重构算法性能。

柔性航天器的H_(∞)状态反馈控制器设计

当柔性航天器工作时,由于液体燃料的晃动与重力梯度等外界环境干扰,导致航天器系统出现强非线性以及强耦合性等特点,因此如何控制其姿态偏转一直是极具难点的问题。为了解决此问题,设计了一种H_(∞)状态反馈控制器,重新定义了柔性航天器的动力学模型中的综合扰动项,结合运动学模型描绘了柔性航天器的数学模型表达式。将柔性航天器的数学模型改写成了H_(∞)状态反馈控制数学模型。使用数学理论验证了控制器理论可用性,通过仿真软件对处于H_(∞)状态反馈控制律下的柔性航天器数学模型进行仿真。结果表明,设计的H_(∞)状态反馈控制器可以有效地实现柔性航天器的姿态稳定,振动抑制,具有实际价值。

有向切换拓扑条件下针对机动目标的分布式协同制导方法

针对多飞行器对机动目标的协同制导问题,在视线坐标系下建立飞行器-目标相对运动模型,在此基础上将协同制导问题分为视线角协同以及命中时间协同2个子问题。基于扩张状态观测器分别在视线方向以及视线法向设计了分布式协同制导律。通过一致性分析证明了所设计的制导律在有向切换拓扑条件下的收敛性,并通过数值仿真的方式进一步验证了制导律的有效性。