机载诱饵弹与烟幕弹的组合使用方法研究

现役红外诱饵弹和载机在运动特性、辐射特性上存在着差异,无法对某新型红外制导导弹进行有效干扰。把载机、烟幕弹、诱饵弹和导弹作为一个复杂系统进行红外对抗仿真,将烟幕弹、诱饵弹的发射时机、初始速度大小及方向与载机的正确规避相结合,不仅解决了相对飞机的高速气流对烟幕的影响问题,而且得出了机载诱饵弹与烟幕弹组合使用的有效干扰方法。     

拖曳式诱饵对多普勒雷达导引头的干扰仿真

导弹对目标跟踪过程中,弹目之间的运动参数是变化的。为了反映这种变化的实时性,本文以脉冲多普勒(PD)雷达导引头为例,建立了拖曳式诱饵干扰条件下雷达导引头接收信号模型,分析了雷达导引头速度跟踪和角跟踪的方法,并根据PD雷达导引头的工作方式,对拖曳式诱饵干扰条件下导弹攻击目标的全过程进行了系统仿真,对不同诱饵战术参数下拖曳式诱饵对PD雷达导引头的干扰性能进行了仿真分析。这一工作有助于在工程中能够方便地选取合适的诱饵战术参数。     

基于分段贝塞尔曲线的多导弹协同航迹规划

针对多导弹在保证自身生存能力的前提下对目标进行协同打击的问题,提出一种能够使多导弹回避威胁区、避免弹间碰撞、从指定的方向同时攻击目标的协同航迹规划方法。建立导弹的三次贝塞尔曲线航迹模型,考虑导弹的初始发射角、末端攻击角、过载等多种约束,以表示贝塞尔曲线控制点位置的量作为设计变量,以分段航迹最短为性能指标函数,通过优化得到最优分段航迹。根据战场的威胁区的位置和大小,设计了航迹节点选取规则,并与分段航迹优化方法相结合得到了满足威胁回避要求、过载及攻击角度约束的航迹。在各导弹速度相同的前提下,选定最长航迹对应时间为理想攻击时间,其余航迹按比例扩展以与最长航迹的长度相等,从而实现攻击时间的一致。对协同航迹时空安全性进行检测并提出了对不安全航迹的调整方法。仿真结果表明了本算法的有效性。     

红外诱饵弹最佳干扰方法研究

针对红外对抗中如何实现红外诱饵弹的最佳干扰的难题,研究了红外制导导弹工作原理和爆炸机理,同时,为配合主动干扰方法结合现有红外诱饵弹技术指标提出新的要求.依据红外诱饵弹辐射特性与载机尾后辐射特性相似的特点,提出了精确控制红外诱饵弹发射时机、发射方向、发射速度,使红外诱饵弹与栽机、来袭导弹在同一条直线上,诱使引信工作主动引爆来袭导弹从而保护载机的最佳干扰方法,通过仿真算例表明该干扰方法的可行性.     

无人机协同多目标攻击空战决策研究

针对超视距空战中多架无人机对空中的多个敌对目标进行协同攻击的决策问题进行了研究。首先,对空战威胁态势进行了分析,基于对各攻击目标至少分配一枚导弹的原则,将协同多目标攻击决策问题转化为导弹目标攻击配对的优化问题并建立其攻击效能评估模型。然后,提出了一种模拟退火遗传算法用于该决策问题的寻优。最后,通过所得最佳导弹目标分配个体求得最终协同攻击决策方案。仿真结果表明所提出的算法能有效地求解协同多目标攻击决策问题,其对最优解的搜索效率明显优于单一的遗传算法。     

基于大气数据传感器的协同制导控制方法

为研究多弹协同攻击的低成本实现问题,提出一种基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制方法。首先,对协同制导控制中的状态反馈信息进行分析。然后,研究使用攻角传感器和皮托管代替陀螺仪提供制导控制所需的角度反馈信息的可行性,结合协同制导算法与自动驾驶仪设计方法研究基于大气数据传感器的协同制导控制方法。最后,对该方法进行初步的数值仿真验证。理论分析和仿真结果表明,基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制具有理论可行性。     

基于大气数据传感器的协同制导控制方法

为研究多弹协同攻击的低成本实现问题,提出一种基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制方法。首先,对协同制导控制中的状态反馈信息进行分析。然后,研究使用攻角传感器和皮托管代替陀螺仪提供制导控制所需的角度反馈信息的可行性,结合协同制导算法与自动驾驶仪设计方法研究基于大气数据传感器的协同制导控制方法。最后,对该方法进行初步的数值仿真验证。理论分析和仿真结果表明,基于大气数据传感器的捷联导弹协同制导控制具有理论可行性。     

红外诱饵的干扰模型与仿真

利用红外诱饵对抗红外制导导弹,仍是目前应用最广泛的对抗手段。为了研究这一干扰方法,建立了红外诱饵的仿真模型。对不同环境和作战条件下的战术方案进行了大量的仿真,并对各种方案进行了评估,最后得到了适合的战术方案,同时又为红外制导导弹的抗干扰研究提供了红外诱饵的仿真模型。     

信息单向传输带拦截角约束的协同拦截制导律

针对无人战机(unmanned combat air vehicles,UCAV)(目标)发射防御弹对来袭攻击弹以一定拦截角度进行拦截的问题,假设目标和防御弹协同飞行且其之间只能进行单向信息传输,在来袭弹采用增强比例导引律的前提下,建立了防御弹信息单向传输和目标信息单向传输两种模式下的防御弹攻击弹视线角非线性模型。考虑防御弹脱靶量要求、拦截角度约束和防御弹(或目标)的控制能量因素,建立了性能指标函数,采用最优控制理论,分别设计了能够使防御弹以指定拦截角度拦截攻击弹的目标单向协同制导律和防御弹单向协同制导律。仿真结果表明,在两种信息单向传输模式下,通过目标与防御弹的协同,防御弹均可以指定拦截角拦截攻击弹;与具有拦截角度约束的非协同制导律相比,单向协同制导律的控制能量更小。     

红外诱饵干扰下的导弹作战效能仿真

空战中飞行员如何掌握发射红外弹及拖曳诱饵的最佳时机及摆脱导弹追踪的最佳机动动作,是战法研究的核心内容.从空战战法、训法亟待解决的问题出发,以第三代飞机、导弹、红外诱饵为研究对象,设计开发出包括攻击机、目标机、导弹、红外诱饵弹为仿真实体的可视化战法训练仿真软件,经过反复试验,给出了一套指导飞行员对红外制导导弹实施有效干扰的战法.     

歼击机规避空空导弹的评价算法

针对歼击机机动规避空空导弹问题,建立了一种有导弹制导动力学滞后的空空导弹飞机的追逃运动学二维模型,研究了飞机机动时机、机动方式对主动寻的空空导弹过载需求和脱靶量的影响,并根据机动脱靶量仿真了飞机机动逃逸概率,得到了机动可大幅度提高飞机逃逸概率,开关机动优于圆机动,以及机动周期越短规避效果越好的结论,解决了飞机机动规避空空导弹的定量评价问题。     

基于战术隐身的突击精细规划策略

精细规划是为适应现代突击作战而出现的新概念。首先给出了战术隐身和精细规划的定义|在此基础上通过采用勒让德伪谱法(Legendre pseudospectral method, LPM),搭建了一套精细规划策略实现框架|建立了战术隐身模型,将其作为一个重要约束融入到精细规划策略中,使所得精细规划方案能有效地发挥战机的战术隐身特性|通过选用CFSQP(c-code feasible sequential quadratic programming)软件包,实现了对大规模非线性规划问题(nonlinear problems, NLP)的解算|最后,仿真实例验证了所搭建的精细规划策略框架是可行的,且能充分发挥战机的战术隐身性能。     

预警机对战斗机的远距引导效能分析与评估

预警机对战斗机的远距引导效能是预警机作战效能体现的重要环节。为实现对远距引导效能的定量分析与评估,以远距引导成功概率作为效能指标。首先,将远距引导分解为水平与垂直引导,采用平行接近法建立引导误差分析的数学模型。其次,依照航向均方根误差的推导流程,推导得到俯仰角均方根误差的表达式,建立了基于概率分析法的远距引导效能模型。最后通过设置仿真拦截场景,分析了目标截获距离与参数测量精度、拦截速度、搜索空域等参数对远距引导成功概率的影响规律,验证了模型的有效性。     

空中加受油仿真中尾流扰动的建模与仿真

对现代军机空中加受油仿真中的加油机尾流仿真进行了研究,论述了加油机尾流的组成流场、形成原因和对受油机的扰动作用。根据飞行试验数据资料和缜密的理论推导,将加油机尾流对受油机的扰动作用分为纵向和横向两个通道,并分别建立了空中加受油仿真的尾流扰动仿真模型,并给出了在实际工程应用中的调试方法。建立的加油机尾流扰动仿真模型在某型飞机飞行仿真系统应用中收到了很好的效果。     

双机协同战术对策及近似最优解

针对空战中我方双机协同对抗敌方单机的引导问题,提出了一种近似最优的接敌对策。首先,通过对几何态势的分析建立了态势模型;其次,给出了战斗机约束条件并构造了综合态势优势函数;然后,利用滚动时域控制(receding horizon control,RHC)得到了数值解;最后,给出了一个空战对抗实例。仿真结果表明,设计的接敌对策能扩大我方态势优势,占据有利发射位置,最终达到先敌发射的目标,是一种有效的战术策略。     

潜艇规避对主动声纳浮标作战效能影响研究

根据主动声纳浮标搜潜的工作过程,对潜艇规避对主动声纳浮标作战效能的影响进行了研究。建立了主动声纳浮标的数学检测模型。利用平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后浮标的探测范围,从检测概率和探测距离两个方面研究了潜艇采用不同规避航向、航深、以及海况对浮标作战效能的影响。仿真结果表明:在一定条件下,潜艇采用合适的规避策略,会显著降低主动声纳浮标的作战效能。     

基于粒子群的反鱼雷算法设计与仿真

在潜艇遭遇鱼雷攻击进行机动规避的过程中,针对潜艇防御鱼雷时水声对抗器材的优化配置问题,研究了一种典型的反鱼雷对抗策略,并建立了对抗过程中相关实体的运动及水声探测模型,在此基础上将粒子群算法用于对抗过程中四个决策变量的智能整定,对使用水声对抗器材与潜艇的规避有机结合的对抗策略进行合理优化,结合蒙特卡洛法对算法进行设计和仿真。通过比较,采用粒子群算法的反鱼雷对抗策略可以提高潜艇的生存概率,对研究水下作战中潜艇防御鱼雷具有实际的参考意义。     

考虑用户风险规避的V2G备用消费价格补贴CVaR模型研究

在单风险中性电网公司与单风险规避用户组成的V2G备用销售侧系统中,用户的风险规避及电网公司对其的消费价格补贴都会直接影响用户备用预订和消费行为.在CVaR风险度量准则下,构建了考虑用户风险规避的V2G备用消费价格补贴CVaR模型,并分别求解了一体化和分散决策下有、无消费价格补贴时的用户最优备用预订容量,以及有消费价格补贴下电网公司的均衡消费价格补贴.在此基础上,给出了利用消费价格补贴协调该V2G备用销售侧系统且达到Pareto改进时用户风险规避程度、电网公司备用预订合约价格以及消费价格补贴之间满足的解析关系.最后,将模型拓展到双方考虑用户风险规避信息不对称,分析用户隐瞒风险规避程度的动机及其对有消费价格补贴下的分散决策CVaR模型的影响.研究发现:在消费价格补贴策略下,风险规避型用户的最优V2G备用预订容量与其风险规避值负相关,而与备用预订的合约价格正相关;用户的风险规避值会对其均衡时的CVaR利润产生先负向后正向的影响;在电网公司与用户对后者风险规避程度存在信息不对称的情形下,用户为了提高获得的最优CVaR利润,具有虚假报高风险规避值的动机.数值算例也验证了所提出的模型与理论分析的可行性.     

基于混合算法的空战机动决策

针对现代战斗机空战机动决策的复杂性,以红蓝双机一对一空战为背景,结合滚动时域思想对战斗机空战机动决策进行研究。首先借鉴人工势场法构建战斗机空战人工势场,重点分析空战人工势场函数和变权重函数的构建;提出一种基于滚动时域控制-人工势场启发粒子群混合算法的战斗机空战机动决策方法;最后进行仿真验证,仿真结果表明该方法可以有效避免人工势场法局部极小值问题,改善粒子群算法的全局搜索能力,从而在一定程度上提高了战斗机在空战过程中的人工势场值,使战斗机在空战中占据有利态势。     

基于改进烟花算法的空战指挥引导对策生成

针对新型空战条件下指挥引导对策生成问题,提出了一种基于改进烟花算法的指挥引导对策生成方法。首先分析了现有模型的不足,在综合考虑角度、距离、速度、高度态势以及战机性能的基础上,构建并加入支援保障因素模型,构造指挥引导对策生成综合指标函数;其次针对传统自适应烟花算法在收敛精度和速度方面的不足,将轮盘赌选择、维度方差、禁忌搜索思想用于改进其中的变异算子和选择算子;最后针对改进的模型和算法进行了仿真分析。仿真结果表明,改进的模型更加符合实际,算法的收敛精度、收敛速度更优,对于解决空战指挥引导对策生成问题具有更好的效果。