多机编队飞行仿真系统中信息交互的设计与实现

信息交互是多级基于网络的分布式多机编队飞行仿真系统的关键之一。首先分析了编队飞行仿真系统的功能,给出了多机编队飞行仿真系统的网络设计方案,分析了信息交互需求和设计原则;提出了一种E-R-R(Ethernet-RTI/HLA-Reflected Memory)映射模式的信息交互实现方法;建立信息了交互模型,并给出了信息交互流程,实现了信息交互过程;最后在实际应用基础上给出了结论。     

基于改进凸优化算法的多机编队突防航迹规划

为更好地发挥多机编队在低空突防作战中的优势，对已有的凸优化算法进行改进，提出一种多机编队低空突防航迹规划方法。首先，根据低空突防任务特点进行问题建模，包含多机编队航迹规划模型、障碍物模型以及任务分配评估模型。其次，提出基于匈牙利算法的集群任务分组概念，设计更符合战场需求和运动学规律的预规划航迹。之后，考虑新类型的外部障碍物和不同任务小组间的组间避障，通过对约束进行合理的近似与凸优化，实现多机安全飞行。最后，通过对比仿真，验证所提改进方法的可行性和有效性。结果表明，改进后的航迹规划算法能实现对低空突防任务的合理分配，求解效率和成功率均有所提高，对新加入的障碍有良好的避障效果。     

基于多Agent技术的卫星星座设计分析

利用自治的卫星星座编队飞行、协同工作来完成复杂的空间任务已经有了越来越强的需求。本文介绍了多Agent技术和多Agent设计与仿真环境ObjectAgent,论述了如何利用多Agent技术进行卫星星座的设计分析,内容包括Agent的定义与实现,多Agent的组织结构,以及多Agent建模方法。     

导弹协同作战编队飞行控制系统研究

提出了具有3个回路的导弹协同作战编队飞行控制系统,分别对3个回路进行设计分析,并重点分析导弹的四维制导控制外回路和编队控制回路。面向具有过载自动驾驶仪内回路的增广飞控系统,设计了基于总能量控制理论的高度/速度解耦控制器,能够实现导弹制导控制外回路的高度/速度解耦。基于导弹编队队形的位置偏差关系设计了导弹编队控制器,最后综合3个回路构成了导弹编队飞行控制系统。仿真结果表明,各回路以及导弹编队控制系统具有很好的控制性能,能够快速、稳定地完成导弹编队的队形调整动作,进而实现任务规划系统对导弹编队提出的作战任务。     

基于PC的武装直升机编队飞行训练仿真系统

现有武装直升机飞行模拟训练设备价格昂贵、功能单一,因而其应用受到限制。为此,系统地研究了基于PC机和虚拟现实技术的武装直升机飞行仿真互联系统的关键技术,开发了基于PC机的武装直升机编队飞行训练仿真系统,为武装直升机编队飞行模拟训练及反坦克战术训练提供了一种经济实用的仿真训练手段。     

双机编队飞行自适应神经网络控制设计与仿真

飞机编队飞行控制的关键技术就是保持编队队形并且跟踪指定的飞行路径.考虑到编队飞机之间的相互影响,根据相对位置和全局坐标系统(编队中心)采用混合控制结构对编队飞机进行控制,使用神经网络自适应控制技术使得两机具有良好的模型跟踪能力,以便于僚机实现良好的跟踪,保持编队之间的相对距离;同时设计三通道神经网络混合PID控制器使得飞行控制系统快速跟踪指令,保持编队队形.以两架无人机为研究对象进行仿真,结果表明设计的编队飞行控制系统具有较强的稳定性和自适应跟踪性能.     

飞机编队飞行保障系统的建模与仿真

采用先进建模仿真技术实现了非战时飞机编队飞行保障仿真系统。系统不仅能够建立飞机编队飞行保障过程模型,描述飞机编队飞行保障过程中的基本活动如飞行、故障发生、计划性维修及非计划维修;还能够按照各种事件的发生规律进行仿真,反映飞机编队在一段时间内累积飞行时间、定时维修及故障维修的情况。介绍了实际飞行保障过程,给出仿真模型描述,最后阐述了使用框图建模方法实现仿真系统的过程。     

无人机自适应编队飞行控制设计与仿真

编队飞行对于完善无人机的功能和生存能力具有重要意义.以两架紧密编队飞行的无人机为研究对象,考虑到外部干扰和噪声的影响,建立了编队飞行动力学模型;根据编队飞行控制系统的特点,使用直接自适应控制技术对无人机进行编队飞行控制,使得飞机具有良好的模型跟踪能力;同时采用PID控制器使得系统快速跟踪指令;最后分析了所设计系统的稳定性.仿真结果表明设计的编队飞行控制系统具有较强的鲁棒性和自适应跟踪性能.     

基于任务分配的多飞行器协同航迹规划

在综合考虑飞行器编队的飞行代价和作战效果的基础上, 研究了基于任务分配的多飞行器协同航迹规划方法, 构建了结合任务分配的飞行器编队协同航迹规划模型, 设计了分解式协同航迹规划算法, 可以有效地对多目标存在的情况进行综合权衡, 得到合理的任务分配和航迹规划方案. 仿真算例表明, 这种航迹规划方法不仅能保证各飞行器选择合理的协同航迹, 也使得作战任务可以获得最佳作战效果, 有效地提高编队作战的效费比.     

基于分层构架的多机空战仿真系统设计

针对多机混合编队协同攻击多目标的新型空战特点,提出了以配匹队列顺序投递为核心的分层构架设计思想,建立了综合距离、角度和速度指标的态势决策优势函数,并据此实现了优势矩阵配匹算法,然后在动力学虚拟样机仿真环境下设计完成了系统各模块的搭建、连接和调试,最后应用本平台进行了二对二空战的仿真,验证了系统的有效性。     

火控系统综合仿真作战飞行软件研究与设计

本文介绍一种基于１５５３８总线的分布式火控系统地面综合仿真系统中作战飞行软件设计。首先对综合仿真系统的功能和组成作了简要介绍，然后给出了作战飞行软件的设计思想和框图。该设计成果已做为主机厂研制新一代战斗机的实验仿真     

多机协同空战仿真的分布式虚拟环境研究

将分布式虚拟环境技术应用于多机协同空战仿真，建立了一个基于分布式虚拟环境技术的仿真平台，并介绍了系统的设计思想、总体结构及对关键技术问题的分析和处理。     

多机种油料加注系统设计的探索性分析与仿真

多机种综合保障基地油料加注系统设计,必须考虑战时复杂多变环境条件下不确定性因素的影响。采用探索性分析方法对具有涌现特点的多机种油料加注系统问题进行分析,对油料加注系统解析模型采用聚合抽象的方法建立探索性元模型,运用探索性分析平台analytica optimizer 对多机种综合保障基地油料加注系统进行探索性元模型仿真分析与实例求解,取得既能满足各项需求约束要求,又能适应各种不确定性因素影响的设计方案。解决了复杂环境条件下,多机种综合保障基地油料加注系统设计难题。为设计者设计复杂多变环境下的多机种综合保障基地油料加注系统提供了参考。     

基于拍卖算法的多机协同火力分配

为解决超视距协同空战中的多机协同火力分配问题,首先建立了空战威胁估计和空战优势估计模型,构建了多机协同火力分配的数学模型。其次基于多智能体拍卖算法,提出了一种分布式的多机协同火力分配方法,该方法同时考虑了火力分配的效益和代价,能在较短的时间内给出较为合理的协同火力分配方案,具有计算量小、通信量低、动态性以及实时性好等特点,可应用于解决多机协同火力分配中的资源分配、冲突消解等协作问题。最后,通过仿真实验证明了该方法的合理性和有效性。     

基于合作协同进化的多机空战目标分配

为寻找一种满足多机空战需求的目标分配优化方法,提升空战效能,提出了一种基于合作协同进化的多机空战目标分配方法。首先，该方法基于单机空战优势,建立多机协同空战优势评价指标体系。然后,对战机间的协同相关性进行分析计算,建立多机协同空战目标分配模型。在变长度染色体遗传算法(genetic algorithm, GA)的基础上,设计了基于交叉、嫁接、分裂和拼接算子的改进合作协同进化算法,提高了模型的进化效率。最后，设计实验分别对优势评价指标体系的有效性、静态算例、动态算例和大规模无人战斗机算例进行仿真验证,并将2种模型以及4种算法的计算结果和所提算法的实验结果进行对比。仿真结果表明，改进合作协同进化算法适用于该模型计算,结果收敛稳定,亲和度值显著提升,能够优化目标分配方案,在空战中具有一定的应用意义。     

神经网络在转台控制系统设计中的应用

针对三轴飞行仿真转台中环电液伺服系统的非线性、参数时变性以及转台的快速性要求，给出了一种具有并行结构的单个神经元PID模型参考自适应控制方法。其中环利用神经网络逼近被控对象，控制器采用单个神经元PID。仿真结果表明该方法满足系统快速性的要求，并具有较好的鲁棒性。     

基于LMI的直升机鲁棒飞行控制及仿真研究

研究了直升机在低速飞行时的鲁棒飞行控制器设计及直升机飞行控制系统的仿真验证问题，以ADS－33D水平1操纵品质要求为设计目标，通过选择适当的加权函数矩阵，采用基于线性不矩阵等式（LMI）的H∞控制器设计方法，设计了UH－60A直升机在低速飞行时的鲁棒控制器。仿真结果表明，所设计的直升升机飞控制的系统具有鲁棒性，达到给定的ADS－33D水平1操纵品质要求。     

一种基于光纤网络实时飞行仿真系统

提出了一种基于广播内存光纤网的分布式无人机实时飞行仿真系统,通过对系统数据交换网络和功能节点的设计克服了一般的网络环境中存在通信延迟和有限带宽等缺点,使系统实时性和扩展能力都得到保证。系统按照节点功能分为无人机动力学、运动学特性仿真,传感器的仿真,实时仿真飞行数据、飞行轨迹、三维视景显示与数据记录和遥控/遥测与地面检测等部分。半物理实时飞行试验结果表明系统设计正确,满足新型无人飞行器飞行控制系统的内、外回路动态控制功能和性能测试与验证要求。     

基于合作博弈的多机飞行冲突解脱策略

针对自由飞行条件下现行多机冲突解脱方法难以实时解脱,提出了一种基于合作博弈的多机冲突解脱方法。首先,研究了评价冲突解脱效果的指标,基于此提出了博弈中的效用函数;其次,构建了合作博弈冲突解脱模型,提出以联盟福利最优解均衡各参与人效益,并进行了论证;最后,在求解中利用粒子群优化算法缩短运算时间。在三机和六机冲突的仿真中,算法能剔除不满足安全间隔的策略后解算出使联盟福利函数最大的均衡点,根据偏好获得多机冲突解脱的最优策略方案。     

飞行仿真器联网仿真视景图像抖动研究

在联网飞行模拟训练中，飞机在编队或对抗中在观察邻近飞机时，被观察的实体在视景系统中会出现抖动现象，严重影响虚拟环境的沉浸感和仿真可信度。研究了抖动现象的产生原因和基本解决方法。指出帧不同步和相邻实体视点坐标转换是产生抖动的原因，结合了帧同步和平滑算法，并将算法和软件实现应用在某型飞行仿真器联网系统中。工程应用结果证明算法能有效地消除临近物体视景图像抖动问题。