基于改进NSGA-III算法的多无人机协同目标分配

武器-目标分配问题是战场环境下无人机对敌方执行打击任务的关键,其目的是基于目标的威胁、价值和我方武器的毁伤概率,寻找合理的武器目标分配方案,以提高作战效率。针对当前多目标优化算法解决静态武器-目标分配问题时收敛速度慢、收敛稳定性差,难以适应当前战场高度实时性的问题,提出一种改进的基于参考点的非支配排序遗传算法。通过二进制编码打击方案并优化初始种群,引入自适应变异与交叉策略以及种群寻优更新策略,基于对战场态势进行评估得到的威胁矩阵和优势矩阵,种群多次迭代后生成目标打击方案。最后计算满足约束条件的Pareto解集,并将Pareto前沿中的相对最优解作为多无人机的打击方案。多次实验证明,在较好情况下改进算法相比于原始算法的收敛时间减少46.74%,目标威胁值降低50.5%,总飞行航程减少26.46%,杀伤目标数增加11.76%,证明该算法在解决多无人机空对地打击任务目标分配问题时具有合理性和高效性。

基于模糊-层次分析法的航空兵对地攻击方案评估

为科学有效地评估航空兵对地攻击方案,采用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和模糊综合评价法建立评估模型。根据AHP确定方案评估指标体系,首层分为飞机基本性能、武器系统能力、态势感知能力和综合保障能力4个主要影响因素,第2层划分为12个影响指标,并计算得到各影响因素的权重;使用模糊综合评价法获得航空兵对地攻击方案的最终评估结果。结果表明,该模型可为对航空兵对地攻击方案评估提供一种科学实用、可操作性强的方法。

编队空对地攻防对抗系统建模与仿真

针对空中进攻飞机编队在干扰机协同作战情况下突破地面防御体系时的攻防对抗情形,分析了航空武器系统对地编队攻防对抗系统的组成和空中进袭力量和地面防御力量的指挥与控制系统的工作过程,给出了空中进袭力量和地面防御力量的指挥与控制系统模型和各作战单元模型仿真的顶层设计和系统模块化建模的基本思想,并进行了仿真和结果分析。

有人/无人机协同空地作战关键技术综述

有人/无人机协同作战是C4K ISR体系下一种典型的作战方式,综合有人/无人机协同作战在各国的研究及进展情况,给出了有人/无人机协同作战指挥控制系统的结构,按照空域和时域两个方面分析了有人机、无人机两个平台的组成部分及协同控制功能,归纳出协同作战所需要解决的关键技术,并且给出了一个在典型作战任务想定下的作战情报指令及控制指令信息处理流程。最后对有人/无人机协同作战技术未来的发展方向进行了展望。

多编队对地攻防对抗多层决策分析仿真与研究

针对编队协同对地攻击的攻防对抗系统的强对抗性、多目标性和多层次性,建立了三层决策模型,由最高决策层根据战场情况调配编队方案,将中间决策层和最低决策层建立成为两级主从递阶互动决策模式,建立Nash-Stackelberg-Nash决策方法求解对抗条件下双方中间决策层和最低决策层的联合最优策略。仿真结果表明该三层决策模型应用于编队协同对地攻防对抗决策系统,其中间决策层和最低决策层构成的两层对策系统能够较好的解决两层对抗决策问题;同时,最高决策层有效的控制了编队支援方案,达到了较好的作战效果。三层决策系统为作战对抗提供了有力的战场分析依据。

对地攻击任务规划系统的功能体系框架设计

以服务于对地攻击任务规划为目的,结合我国发展对地攻击任务规划系统的实际需求,从概念设计的角度,分析了对地攻击任务规划系统的作战应用环境和主要功能需求,提出了对地攻击任务规划系统的顶层框架设计方案和功能体系构成,旨在为我国发展对地攻击任务规划系统及总体方案研究提供设计依据和参考.

基于战术意图的空中目标机动态势估计

通过对目标在射弹飞行时间内机动模式的估计,可提高对目标未来的预测精度。针对进攻目标飞行航路有一定规律的特点,提出了基于攻击战术的目标机动态势估计方法。首先分析了飞行员采取何种攻击方式的影响因素和攻击战术特点,给出了用于判断目标在未来一段时间内可能机动模式的主要战术约束条件;然后采用贝叶斯网络作为推理工具,给出了构建贝叶斯网络进行目标机动态势估计的步骤;最后进行了仿真实例验证所建立模型有效性。

基于FBNs的有人机/UCAV编队对地攻击威胁评估

信息化环境下的编队对地攻击过程中,所获取的地面兵力威胁信息具有高度不确定性。如何采用高效的不确定性信息推理方法快速准确地完成地面兵力对空中飞行编队的威胁评估建模成为一个亟待解决的问题。提出基于模糊贝叶斯网络的有人机/无人战斗机编队对地威胁评估建模方法,综合模糊逻辑与贝叶斯网络的优势,对战场的随机、模糊威胁信息进行综合处理。仿真结果表明,模糊贝叶斯网络不仅能够有效处理战场不确定信息,而且能够综合指挥员的主观判断,适合于不确定性战场环境下的威胁评估推理。

基于改进粒子群算法的对地攻击最优航迹规划

提出了一种基于粒子群算法的战斗机空地攻击航迹规划模型,针对传统算法收敛精度低的问题,基于算法参数和迭代公式做了改进。通过构造战斗机作战攻击中面对敌防空火力、地形等威胁要素和战斗机技战术性能等各种约束条件,设计了一种适用于战斗机航迹性能评价函数作为粒子群的适应度函数,用VC++.NET进行算法仿真并将最优航迹在MATLAB中显示。仿真结果表明:改进后的粒子群算法规划出的最优航迹能较好地实现威胁规避,较传统算法收敛精度高,运算速度快,满足了战斗机机动性能约束和航程较短要求,且规划的效率和精度较高。

基于CGF/HLA的地空导弹攻防对抗仿真研究

计算机生成兵力是军用仿真特别是分布式交互作战仿真的重要支撑技术,在武器装备研制和兵种、多平台联合作战模拟演习中有着及其重要的作用。首先介绍基于HLA的计算机生成兵力(CGF)技术,然后对地空导弹攻防对抗系统的战场态势想定、作战模型进行了讨论,最后给出了基于GCF技术的地空导弹攻防对抗系统的仿真实现方法。

基于贝叶斯优化算法的UCAV编队对地攻击协同任务分配

针对UCAV编队对地攻击协同控制决策优化问题,首先构建了UCAV编队对地攻击任务分配的自主价值优势矩阵。在此基础上依据多人冲突理论分别对双方以及本机编队进行权重分配;建立了UCAV编队对地攻击协同任务分配的整体价值优势矩阵,由此根据决策变量与约束条件构建了任务分配问题的数学模型。然后应用贝叶斯优化算法对该模型进行了优化分析。仿真实例表明,所建协同任务分配模型能够反映编队协同控制决策的重要性,而且应用贝叶斯优化算法能够很快收敛到全局最优解,能有效地解决UCAV编队对地攻击的协同任务分配问题。

多机协同对地攻击目标分配算法

针对多机协同对地攻击目标分配问题及其特点,对二进制粒子群优化算法进行改进,提出了一种基于矩阵二进制粒子群优化算法的多机协同对地攻击目标分配算法。首先,通过攻击机机群在对地攻击过程中得到的毁伤收益与付出的生存力损耗建立了目标分配模型,然后根据该模型约束特点,建立问题解与分配矩阵即矩阵粒子之间的映射,最后根据粒子形式设计了新的位置更新方式。仿真结果说明,矩阵二进制粒子群算法能够快速地找到较优的目标分配方案,并保证解的有效性,满足问题的约束条件。

多编队对地攻击协同目标分配方法研究

首先介绍了协同目标分配在多编队对地攻击中的重要性,然后提出了一种初始分配与全面分配相结合的目标分配方案,建立了目标分配模型,设计了分群算法实现目标的初始分配,采用遗传算法完成目标的全面分配。最后在态势威胁评估的基础上给出了具体仿真算例,计算结果表明,介绍的方法可以全面、有效地解决编队对地攻击中的目标优化分配问题,从而提高了多编队对地攻击的整体作战效能。

电视遥控制导导弹作战效能评估与仿真

建立了电视遥控制导导弹作战效能的仿真模型,对电视遥控制导导弹进行了全弹道的三维数字仿真计算。运用蒙特卡洛法得到了毁伤概率、命中精度和达到指定毁伤概率所需导弹数等作战效能评估指标,并分析了影响其效能指标的若干因素。仿真结果表明,电视遥控制导导弹命中精度高,毁伤概率大。

空对地攻击效能评估模型

空对地攻击是现代战争中最具威胁的作战方式之一,军事训练(作战模拟)对于武器系统作战效能分析具有非常重要的作用.只有对打击的结果进行科学的分析和评估,为修改射击诸元提供校验参数,才能取得更好的训练效果.建立了空对地攻击的数学模型,导出了可攻击区、首攻概率、目标识别率和效能指标等计算方法.通过实弹射击验证,表明该模型正确有效,能提高部队军事训练的效率,大大节省国防开支,在工程实践中具有广阔的应用价值.

有人机/UCAV编队对地攻击指挥控制系统总体研究

有人机/UCAV编队对地攻击是网络战环境下一种全新概念的作战模式,其指挥控制是支配作战活动的关键环节。对有人机/UCAV编队指挥控制系统总体进行了研究,构造了指挥控制系统层次模型,给出了每个层次的工作流程,提出了有限中央控制的分布式指挥控制系统体系结构和基于Agent的有人机/UCAV编队指挥控制系统人机协同机制,构建了UCAV C2-Agent混合型结构,最后对指挥控制系统的关键技术进行了分析。

分布式协同拍卖算法的动态联合火力分配方法

动态联合火力分配问题是一类实时性很强的优化问题。以多机编队协同攻击地面机动目标为背景,建立了联合考虑武器、传感器和目标的火力分配问题的数学模型。根据分布式协同拍卖算法的基本原理,考虑不同目标的火力分配截止时间不同,设计了基于分布协同拍卖的动态目标分配算法。所提出的算法主要有以下两个优点:根据不同目标的火力分配截止时间不同,在算法运行的不同阶段给出相应目标的分配方案能有效地提高算法解的质量;根据分配原则,能将具有不同火力分配截止期的目标分配给同一组攻击机——传感器组,能更充分地发挥编队中作战能力较强的攻击机与传感器的优势,从而发挥编队的最大攻击能力。最后,通过仿真,对算法在以上两方面的优点进行了验证。

空地多目标攻击中制导炸弹可投放区计算研究

建立了某型卫星制导炸弹在大气层内制导飞行的弹道模型,探索了求解多目标可投放区(LAR)的技术途径,给出了具体的求解策略。在分析和比较国内外LAR计算方法优劣性的基础上,针对传统模拟搜索法收敛速度慢的缺点,提出了一种改进的快速搜索算法。该算法利用射程多项式拟合模型为变步长模式搜索法提供搜索初值,最大限度的降低迭代次数。算法对比实验表明:在不降低计算精度的前提下,该算法有效地提升了计算效率。最后,针对随机选定的目标集合,仿真实验给出了不同投放条件下的多目标LAR包络。

一种空地导弹攻击区快速解算方法

在充分考虑空地导弹发动机推力、气动力、燃料消耗、风场、视线角、过载和舵机延时等实际约束影响的基础上,建立了多条件约束下空地导弹攻击区计算模型;采用预估初始距离、高精度拟合导弹气动参数、自适应变步长法积分导弹运动方程、黄金分割法对距离进行寻优等措施提高解算速度;对该算法进行了数字仿真,结果表明:1随着目标进入角的增加,攻击区远界先增加后减少,并在180°时最大,0°时最小;2随着初速的增加,攻击区远界有所增加,但增幅不大;3随着高度的降低,攻击远界缩短了。

无人机空对地多目标攻击的满意分配决策技术

任务分配是多无人机协同控制的重要内容。建立了多机协同多目标攻击排序的数学模型、并提出基于满意决策的攻击分配算法,根据参与目标分配的每架无人机完成任务的预估效益和预估代价提出满意集,建立拒绝函数和选择函数从而获得满意分配结果,最后在Matlab环境下进行了数值仿真。仿真结果表明,所研究的基于满意决策的多无人机协同攻击的目标分配方法是有效的。