舰舰导弹突防概率求解的一种仿真算法

分析防御武器对舰舰导弹的拦截过程,建立了齐射舰舰导弹和防御系统的仿真对抗模型,利用此模型和一定的仿真策略实现了对齐射舰舰导弹突防概率的求解,这种仿真求解的算法比用排队理论的求解算法计算结果更加的可信。为评价舰舰导弹的射击能力和作战效能,提供了必要的分析手段。     

攻击机反舰作战能力评估的综合指数模型

针对攻击机反舰作战能力评估中评估指标的选取和分析以及计算模型的构建等关键问题,对攻击机反舰作战能力的影响因素及其层次结构进行了分析,并建立了考虑突防能力、战场态势感知能力、反舰武器能力、最大作战半径和导航能力的评估指标体系。在分析了指标参数间聚合关系的基础上,结合反舰作战理论和实际给出了各指标的综合指数计算模型,最后以6种机型反舰作战能力评估为例计算并检验了模型的可用性。     

一种舰空导弹拦截方式的效能评价模型

如何高效地使用舰空导弹拦截饱和攻击的反舰导弹,是在现有武器系统基础上充分提高水面舰艇防空能力的重要手段.首先根据水面舰艇这一特殊作战平台的特点,提出了以成功拦截反舰导弹数、舰空导弹使用效率和舰空导弹消耗量为舰空导弹火控系统作战效能的评价指标.然后利用舰空导弹杀伤区和发射区的概念,建立了基于时间的舰空导弹发射区模型.在此基础上,建立了一种基于Monte Carlo法的舰空导弹火控系统拦截饱和攻击反舰导弹的排队服务模型.仿真显示,单发拦截反舰导弹方式的作战效能最高.     

舰载机进舰着舰过程仿真建模

简述舰载机进舰着舰过程,建立以航母—舰载机—起落架组成的多体动力学系统为核心的进舰着舰系统仿真模型,并综合能够反映驾驶员和LSO的行为特征的指令模型,同时考虑风场扰动,海浪等外界影响因素。该模型不仅适于航母-舰载机适配性问题,还可研究进舰着舰任务中LSO对驾驶员行为的影响。最后通过仿真示例验证该模型的合理性和可行性。     

舰空导弹武器系统反应时间仿真研究

描述了舰空导弹反应时间基线网络模型的建立方法, 并以某型舰空导弹武器系统为例, 利用此模型并运用蒙特卡洛法对该武器系统在不同作战环境下的反应时间进行了仿真计算及分析, 同时讨论了人的素质对反应时间的影响, 得出了一些有益的结论。     

水面舰艇编队反舰作战中作战网络结构的优化

合理的作战网络结构是将信息优势转化为决策优势并最终建立火力优势的基础, 对于促进"战场透明"的实现, 充分发挥信息"兵力倍增器"的作用至关重要. 首先采用复杂网络方法建立了水面舰艇编队反舰作战的网络模型; 从网络的边和节点两方面分析了网络结构对信息质量的影响, 并论述了信息质量对反舰作战过程及效果的影响; 在此基础上, 采用遗传算法对反舰作战网络结构进行了优化研究. 优化结果表明: 对于质量较高的信息, 需缩小其传递路径, 使其快速地到达武器节点, 建立火力优势; 而对于质量相对较低的信息, 则可以适当增加其传递途径, 腾出网络带宽以及指控节点以便高质量信息的快速传递、处理. 研究结果对于提高基于信息系统的水面舰艇编队体系作战能力具有一定的军事价值.     

基于HLA的舰空导弹反导仿真系统的设计与实现

针对舰空导弹反导仿真系统及其作战环境,提出了基于高层体系结构(HLA)的仿真设计方案.依据HLA/RTI规范,建立了舰空导弹反导仿真系统的体系结构.采用UML的可视化建模技术,设计了反导仿真系统的静态结构模型和动态行为模型.分析开发了舰空导弹反导仿真联邦的FOM/SOM,给出了联邦成员的实现过程和方法,实现了一个可重用、具有互操作性的舰空导弹反导仿真联邦,该系统为作战研究、装备发展、战术应用论证提供了一个参考试验平台.     

基于系统动力学的海上反舰兵力损耗分析

为了研究海上反舰作战中的双方兵力损耗,以及电子设备对兵力损耗的影响,在提炼红方反舰和蓝方防守动态对抗系统关键因素的基础上,分析了变量间的反馈关系,构建了基于兰彻斯特方程的系统动力学模型并在VENSIM软件平台上仿真,比较了蓝方电子干扰和侦察设备处理信号强度不同时的模拟结果。仿真分析表明,在蓝方电子干扰和侦察设备处理信号强度程度相当时,蓝方的兵力损耗减少,而红方的损耗增多,为双方作战中减少兵力损耗提供了一定的理论支撑。     

舰空导弹武器系统使用可靠性评估

针对舰空导弹武器系统在单次射击时的使用可靠性评估,采用可靠性框图建模技术,建立涉及舰空导弹武器系统操控人员行为的使用可靠性框图,进而构建武器系统使用可靠性数学模型。通过专家评定法,评定武器系统操控人员的操作可靠度;通过模糊综合评价方法,评定武器系统单个设备的使用可靠度。从而可充分考虑武器系统操控人员操作使用、武器系统固有可靠性和作战使用环境因素对武器系统使用可靠性的影响,为其他武器系统使用可靠性评估提供新的研究思路。     

基于卫星目标指示的舰舰导弹可攻性研究

卫星目标指示是舰载反舰导弹超视距运用的一种新样式.在分析卫星目标数据误差形式的基础上,根据舰舰导弹的射击原理,建立了基于导弹弹道误差、目标位置误差、目标运动造成的误差、目标指示延迟时间的导弹-目标相对位置随机动态模型,可较准确地计算单个误差及多种误差条件下的目标捕捉概率,是分析计算卫星目标指示条件下舰舰导弹可攻性的有效方法.     

拖轮协助大型舰船靠泊操纵建模及仿真

拖轮协助大型舰船靠泊操纵,包括拖轮接近舰船的操纵运动和拖轮协助舰船在泊位附近的推拉操纵运动,是两个海上浮动物体的可控运动。选用二阶非线性响应方程建立舰船的操纵性方程,给出了拖轮推力计算、缆力计算、船间力和船码头间碰撞力计算方法,并在舰船操纵性自由机动方程中附加了风、流、缆、碰撞力等诸多外力作用,实现了对拖轮贴靠舰船与拖轮协助舰船靠泊过程中诸多外力影响的操纵实时仿真。     

舰船操纵性数模参数计算和仿真验证

结合对具体船的非线性响应方程建模和仿真，阐述模型参数计算，调整的思路和方法，并结合计算参数值及部分仿真值与实船试验值对比，为建立舰船操纵通用数学模型库开辟途径。     

直线不稳定船舶航迹控制的稳定性研究

针对直线不稳定船舶的全局直线航迹控制,提出了一类航迹非线性状态反馈控制算法。采用Lya-punov直接法分析系统的稳定性,得到了保证闭环控制系统全局渐近稳定的充分条件,从而解决了直线不稳定船舶航迹闭环控制系统全局稳定性的判定问题。数值仿真和模拟试验结果验证了该充分条件的正确性。     

三种船舶运动控制仿真系统

船舶运动控制系统有三种仿真模式：一是单机仿真即在一台计算机上同时运行船舶运动数学模型和控制器；二是双机仿真即一台计算机运行船舶运动数学模型，另一台为真实的船舶控制器，控制器通过数字通信接口控制另一台计算机上运行的船舶运动模型，也称为半物理仿真；三是物理仿真即建造一艘按某一水动力学相似准则而缩尺的模型船，在模型船上装上真实的船舶控制器，在水池或海上做船舶运动控制试验。本文介绍大连海事大学轮机工程学院研制的上述三种船舶运动控制仿真系统。     

基于Weis-Fogh机构的零航速减摇鳍升力模型的研究

随着减摇技术的发展,出现了一种可以使用减摇鳍在零航速下进行减摇的新方法,这种方法使减摇鳍既可以在零航速下进行减摇也可以在中高航速下满足减摇的需要。文章结合国外的相关文献,对零航速下减摇鳍的工作方式和产生的升力进行了相关的研究。并根据Weis-Fogh机构流体动力学知识对升力进行了分析,建立了零航速下减摇鳍的升力模型,根据模型进行了升力仿真研究。     

船舶远程操纵仿真系统的研究

模拟实船驾控台研制生成驾控台硬件系统,按实船遥控要求开发船舶航向与主机控制参数监控软件系统;为使岸站以及指挥船能实时观测遥控船运动情况,设计远程视频监控系统.最终实现一套船舶遥控驾驶操纵仿真系统,对仿真系统的结构及其所采用的关键技术进行分析,并介绍各子系统的相关原理及功能.     

基于泊位坐标的无人船自主靠泊仿真研究

针对神经网络自主靠泊控制器只能完成特定港口的靠泊,而无法拓展到其他没有训练数据的泊位这一问题,提出一种以泊位顶点为原点,岸线为y轴的坐标系(泊位坐标系)。采用泊位坐标系中相对位置来训练神经网络控制器,在V.Dragon-5000航海模拟器中选取集装箱船“银河号”,在大连港进行靠泊训练后,成功将靠泊控制器拓展到没有训练数据的深圳蛇口港与新加波樟宜港。仿真验证了采用新建立的坐标系可以拓展神经网络自主靠泊控制器适用范围,减小训练数据所需的成本。     

基于a&ω六自由度运动模型的船舶运动参数发生器

针对航海模拟器中船舶运动数学模型建立过程过于复杂、仿真的有效性难以验证的问题, 结合船舶自身机动特点设计了一种新的船舶运动参数发生器, 可生成航海模拟器所需的各船舶运动参数。首先, 在响应模型的基础上, 建立了基于线加速度和角速度(linear acceleration and angular velocity, a & ω)的船舶运动模型。然后, 通过船舶运动微分方程求解了船舶位置、速度、姿态、航向等运动参数信息。最后, 提出相似度评估指标并将其应用于基于实测数据的仿真的验证。仿真验证结果表明, 船舶运动参数发生器能有效地模拟船舶在多种机动状况下的运动, 各船舶运动参数的相似度均在80%以上, 是一种有效的航海模拟器的船舶运动模拟仿真研究方法。     

舰载直升机机舰配合过程仿真建模技术研究

基于用FLIGHTAB开发环境建立了直升机和舰艇之间的机舰配合系统仿真模型.按照相关要求开发了海面风场、甲板流场和舰船运动学系统仿真模型,编制了相关计算软件包,进行了机舰配合过程系统仿真的初步研究,并为舰载直升机训练模拟器配套了系统仿真软件.数学模型中包含直升机飞行动力学仿真模型、局部非定常舰面效应仿真模型、甲板流场仿真模型、海面紊流模型、舰船运动学数学仿真模型以及海面风场仿真模型,各模型定义在统一仿真空间内,实现了模型之间的时空无缝交联.基于上述仿真模型,开展了机舰动态配合仿真计算、舰面起降过程和包线分析计算,包括静态着舰过程及舰上操作仿真计算、机舰运动配合着舰等动态分析科目.该软件包已在舰载直升机综合任务训练模拟器上得到推广应用.     

国产船舶水动力数值软件在工业云平台的实现

研制适应于高性能数值软件部署和用户使用便捷的云平台，对于软件的研发和应用具有重要的工程意义。基于Web工业云平台的高性能计算资源，对国产船舶水动力学数值软件进行大规模高性能测试工作。通过选取典型的带球鼻艏的集装箱船KCS(kriso container ship)计算模型，采用该软件并行求解器模拟实际船型的航行兴波问题，达到与实际船体附近波形基本一致。国产船舶水动力学数值软件在工业云平台上的典型应用场景的成功测试，为研究船舶航行兴波问题提供了有力的自主可控国产工程仿真工具。