面向无人作战体系的生物群体行为规则模型研究

针对无人作战体系中的生物群体行为规则建模问题,通过对装备节点与连接节点的边进行建模,建立无人作战体系网络化模型;基于仿生思想,根据多种生物群体行为抽象出个体行为规则模型;依托Netlogo3D仿真平台进行建模,分析不同行为规则及其作用强度对无人作战体系能力的影响,验证了模型的有效性和稳定性。

基于水下无人作战平台的反潜攻防模式设想

反潜作战是海上战争的重要形态,是舰艇编队出海作战的安全保证,受制于潜艇隐蔽性和水下环境复杂的特点,反潜攻防一直是短板弱项,也是国内外军事研究的重点。水下无人平台具有零人员伤亡和高作战效能等优势,利用水下无人作战平台集群反潜是未来水下战争的趋势,论文根据水下无人作战平台数量优势和自主作战等特点,提出了基于UUV集群的防御鱼雷和攻击潜艇方案设计,并对其中涉及到的主要关键技术提供解决思路。

美国海军无人作战能力建设发展分析

从作战理论、作战模式和作战装备建设等方面,对美海军无人作战能力建设发展进行了分析。阐述了分布式作战和马赛克战的作战概念,介绍了有人-无人协同作战和无人集群作战方式,分析了无人水面艇、无人潜航器和无人机的典型型号,从而为他国海军的无人系统建设提供参考。

无人作战及其指挥控制问题探析

未来军事斗争将向无人化、智能化、自主化方向发展,无人作战将成为重要的作战样式。无人作战的核心是无人作战指挥控制。研究了无人作战的发展历程,探讨了无人作战的制胜机理,分析了无人作战指挥控制的主要特征。基于无人系统自主程度的不同类型,提出了无人作战指挥控制的过程模型,即“人在回路中”模式、“人在回路上”和“人在回路外”3种过程模型,探讨了过程模型中军事人员与无人系统的关系。提出了提升无人作战指挥控制的途径,为未来遂行无人作战指挥控制提供参考借鉴。

基于超网络的无人作战装备体系建模研究

针对于当前无人作战装备体系节点异质、数量较多、结构复杂等特点,提出超网络的建模方法,将作战装备和信息关系抽象为节点和连边,构建包含侦察预警层、指挥通信层和火力打击层的超网络模型,并对作战体系时间和能力两方面的权值进行分析,得到了无人作战装备体系的性能特点,同时对某作战装备体系的全连接、非全连接和简单连接网络模型进行分析,为作战体系结构优化和装备体系效能提升提供了理论依据。

基于伺服约束的无人作战平台跟随避让控制

针对无人作战平台在执行任务时需要跟随某一目标车辆,并护送目标车辆达到指定区域,但又要避免双方驶入自身的最小安全区域的问题,即跟随避让问题,提出了无人作战平台跟随避让控制方法。该文首先基于Udwadia-Kalaba理论的建模方法得到无人作战平台的动力学模型;考虑跟随避让和两者到达目标区域问题,分别建立跟随避让约束和到达约束,将无人作战平台系统的跟随避让问题转化成近似约束跟随问题,并建立约束跟随误差;针对无人作战平台在行驶时受到复杂的动态不确定性干扰的问题,设计自适应鲁棒控制器,利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差一致有界和一致最终有界;最后进行数值仿真试验,验证该控制器的有效性。

无人作战体系构建研究初探

无人平台作为新质作战力量在军事行动中日益发挥重要作用,本文围绕打造智能化、无人化作战能力需求,从战略、战役、战术和技术等层面分给出了构建无人作战体系的必要性,在总结凝练无人装备发展历程和技术发展趋势基础上,探索提出了构建“以天基为核心、空基为主导、陆海基协同发展”的无人作战体系构想和路线图,分析梳理了支撑无人作战体系发展理论和应用的研究方向和关键技术群,对智能化战争新形势下的无人作战体系建设发展具有参考意义。

无人作战平台发展现状及趋势

介绍了无人作战平台萌芽起步、探索改进和蓬勃发展三个阶段的发展历程,阐述了无人作战平台侦察预警、指挥控制、综合打击、作战评估和联合保障五个方面的作战特点,从作战任务、作战方式、作战模式和作战战法四个方面总结了无人作战平台的作战应用,重点梳理了无人作战平台建设在战场态势感知、通信、协同控制以及推进与动力四个方面的技术难点,在此基础上,从装备构成、功能设计和作战运用三个方面对无人作战平台的发展趋势进行了展望。

基于主成分分析法的无人作战系统效能评估

随着科学技术的发展和军事理论的进步,无人作战系统在未来智能化战争中将发挥重要的作用。论文通过分析影响无人作战系统效能的指标,构建无人作战系统效能评估体系,通过主成分分析法对无人作战系统效能进行评估,能够较为客观地反映无人作战系统的真实效能,为军队装备无人作战系统提供参考。

无人作战平台路径规划问题研究综述

随着战争形态的演变和信息技术的进步,无人作战平台已成为信息化战争中武器装备的重要组成部分,必将在未来战场发挥更加重要的作用。无人作战平台路径规划(UCVPP)是无人作战平台遂行作战任务的关键环节。本文对UCVPP及相关问题进行梳理和分析,对不同类型的UCVPP的研究现状和研究方法进行综述,并对UCVPP的发展趋势进行展望。

海上无人作战信息系统优势分析

无人作战是未来智能化海上对抗活动的主要样式,海上无人作战信息系统是海上无人作战的重要支撑。针对未来海上无人作战的需求,对海上无人作战信息系统的概念进行了阐述,梳理了系统发展概况。在此基础上,对海上无人作战信息系统的特点及优势进行了分析,对系统作战运用的力量构成、典型样式进行了初步构想,可作为未来系统建设与发展的参考。

有人/无人作战智能体分布式协同目标分配方法

有人作战智能体(manned combat agent,MCA)控制无人作战智能体(unmanned combat agent,UCA)的分布式目标分配是MCA/UCA协同作战的重要内容之一。结合设想的MCA/UCA混合编队结构和功能,建立了有限控制下的分布式协同目标分配模型。提出通信结构、信息结构和协同机制三维一体的模型求解策略,以合同网协议作为协同机制基本框架,分别对合同网的目标选择策略、招标策略、投标策略、中标策略进行扩展,可有效在多个编组之间进行目标到UCA及其所隶属的MCA的协同目标分配。针对想定案例进行了仿真计算,结果表明该方法能以牺牲少量计算时间为代价,以较少的通信量得到了较高质量的解。

基于协进化多子群蚁群算法的多无人作战飞机协同航迹规划研究

协同航迹规划是有效提高多无人作战飞机(UCAV)协同作战效能的关键技术之一。分析了多UCAV协同航迹规划问题中的空间协同约束、时序约束以及任务时间约束,建立了基于"协同系数"的协同航迹性能评价指标;在此基础上,通过引入蚂蚁子群间的协同进化策略,并对蚁群算法状态转移规则、信息素更新机制进行了改进,设计并实现了基于协进化多子群蚁群算法的协同航迹规划算法。仿真实验结果表明:本文方法能够很好地处理多UCAV协同任务中的各类约束条件,是一种有效的协同航迹规划方法。

有人/无人作战智能体分布式任务分配方法

有人/无人作战智能体任务联盟是面向分布式网络化作战体系提出的一种作战样式,任务分配问题是研究任务联盟指挥策略的关键点之一。以有人/无人作战智能体任务联盟为研究对象,提出与之适应的分布式体系结构。将任务执行质量引入任务分配问题建模中,以拍卖算法为基础,通过编组整体拍卖、方案预处理等改进机制,有效降低了个体方案的构建开销,并在约束的时间内实现任务联盟的动态任务分配。针对作战想定进行了仿真计算,结果表明算法能在有限拍卖次数下给出接近理想优化效果的分配方案。

基于Voronoi图和蚁群优化算法的无人作战飞机航路规划

无人作战飞机(UCVA)航路规划是一类复杂优化问题。在众多航路规划算法中,Voronoi图是一种根据战场多威胁源分布情况获取可行航路的图形算法,而蚁群优化(ACO)算法是受到蚂蚁觅食行为启发而形成的一种启发式仿生算法。根据已知威胁源生成Voronoi加权图,其中每条Voronoi边的总代价可以由威胁代价和燃油代价计算得出;然后给出了在Voronoi图条件下,用于航路规划的改进ACO算法模型和具体实现方法;最后,将Voronoi图与ACO算法相结合,并针对某UCAV多种空战态势下的航路规划问题进行了系列仿真实验。实验结果验证了所提方法在解决UCAV航路规划问题时的可行性和有效性。

通信时延对无人作战飞机NWL轰炸精度影响研究

无人作战飞机具有飞行器与指挥平台"空地分离"的技术特征,源自飞行员的战术决策指令须通过战术数据链传输给飞机,该特性在空地轰炸模式下将对系统作战效能产生一定的影响。建立了面向无人作战飞机的空地一体化机翼非水平(NWL,Non-Wing-Level)轰炸仿真模型,通过Monte-Carlo仿真表明脱靶量与数据链时延之间存在线性关系,采用Kalman滤波可以克服时延对脱靶量的影响,并提高命中精度。

基于不同威胁体的无人作战飞机初始路径规划

提出一种基于不同威胁体的路径规划新方法。从理论上建立了具有不同威胁体的局部空域路径选择原则,给出了根据不同威胁体建立相应路径图的步骤和方法。描述了基于图形模型的进化优化算法,并应用此算法进行了路径优化。进行了仿真验证,仿真结果表明,提出的路径规划方法不仅可行,而且有效地突破了原Voronoi图只能对相同威胁体进行路径规划的局限。

无人作战飞机空战自主机动决策研究

针对无人作战飞机自主空战的要求,通过空战机动方式的分析,提出一种基于风险型决策的空战自主机动决策算法。以对策论为基础,构建空战机动攻击阶段的对策模型,通过模糊决策分析找出最优机动策略。就不同条件下的实例进行仿真,仿真结果表明,该算法考虑空战机动决策的主动性和风险性,体现空战过程的对抗性,符合空战实际情况。

无人作战飞行器编队协同攻击轨迹规划研究

研究了无人作战飞行器(UCAV)编队协同对地攻击轨迹规划问题。基于单机运动学/动力学方程、编队成员相对运动模型和威胁模型,结合平台初、末端约束条件,建立了编队协同对地攻击轨迹规划数学模型;提出了综合考虑单机威胁、任务时间、编队等效碰撞次数及执行指令时间误差的综合目标函数,形成最优控制方法的求解框架。为使编队整体轨迹优化,将编队任务轨迹分段。采用hp自适应伪谱法对构建的模型进行解算,得到编队攻击轨迹。数字仿真结果表明:规划的编队攻击轨迹满足约束要求,证明了所构建的编队攻击轨迹规划模型的有效性。

基于模糊规则和动态蚁群-贝叶斯网络的无人作战飞机态势评估

为解决无人作战飞机复杂环境下的态势评估难题,阐述了蚁群优化和贝叶斯网络基本原理和数学模型,设计了一种基于模糊规则和动态蚁群-贝叶斯网络的无人作战飞机态势评估方法.该方法通过蚁群-贝叶斯网络把不完备数据转换成完备数据,从而大大简化了学习的复杂度,并保证算法能够向好的结构不断进化.利用模糊逻辑改进动态蚁群-贝叶斯网络算法,引入基于模糊语言和规则的专家经验,结合单值评估结果与概率向量,评价了不同时刻无人作战飞机的行为能力等级,能够提高态势评估方法的智能性并应用于工程实际.通过仿真实验验证了该方法在解决复杂作战环境下无人作战飞机态势评估问题时的可行性和有效性.