基于弹道形成的空基助推段反导拦截弹制导律设计

围绕空基助推段反导作战拦截弹制导问题,建立了空基动能拦截弹的时间最优控制模型。结合空基助推段反导作战任务的特殊性探讨了模型的边界条件和容许控制问题;提出了基于虚拟弧的拦截弹可行轨迹确定方法;进一步选取拦截弹飞行时间最小、拦截弹飞行距离最短和命中点拦截弹与目标弹道导弹的拦截角度最大为性能指标,给出了弹道形成制导律的计算方法;通过案例仿真验证了模型及算法的有效性。     

基于BP神经网络的TBM拦截效果评估

为了综合考虑TBM拦截作战中各种因素对拦截效果评估的影响,基于红外成像、ISAR成像和机动目标跟踪3种方法分析了TBM拦截效果评估体系的构成,利用神经网络在处理非线性复杂问题上的优势,提出了基于BP神经网络的TBM拦截效果评估模型,并详细阐述了模型的构建过程。由于标准BP算法存在易形成局部极小点和收敛速度慢等问题,采用加入动量项和实时调整系数法对算法进行了改进。仿真分析证明：改进的BP算法具有较快的收敛速度和较高的收敛精度,同时验证了该神经网络模型在TBM拦截效果评估中的有效性。     

拦截高速目标的中制导次优弹道修正

针对临近空间飞行器的快速发展所带来的拦截高速目标作战需求,应用模型静态预测规划（model predictive static programming,MPSP）方法设计了一种中制导次优弹道修正算法.首先,通过分析中末制导交接班时刻拦截弹的最佳交接状态,得到了零控拦截条件,该条件由拦截弹和目标的速度比以及二者的速度前置角唯一确定;其次,针对不满足零控拦截条件的情形,分析了在引入比例导引作为末制导律前提下的捕获区,得到了拦截弹和目标速度前置角组成的平面内的捕获区基本构成,建立了中末制导交接班时刻拦截弹需要满足的捕获区约束;然后利用高斯伪谱法（Gauss pseudospectral method,GPM）得到了满足零控拦截条件的基准弹道,应用MPSP设计了考虑捕获区约束条件限制的弹道修正算法;最后,仿真结果验证了所提方法的合理性以及有效性.      

战术弹道导弹助推段拦截预测导引方法

针对弹道导弹助推段拦截的末制导问题进行研究,建立了弹道导弹助推段的运动模型,根据助推段的运动特点提出了预测导引末制导方法,通过分析零效脱靶量将比例导引的过载指令与轨控发动机工作时间进行等效。在不同的弹目速度初始夹角下分别用预测导引和比例导引法仿真并进行对比分析,仿真结果表明预测导引较比例导引在较大的末制导起始区域内具有更短的拦截时间和更少的轨控发动机燃料消耗量。     

基于遗传算法的拦截器拦截弹道反设计

研究大气层外动能拦截器(EKV)拦截弹道的快速规划方法。在分析拦截弹拦截作战任务基础上,分析了陆基拦截弹(GBI)关机点处的位置、速度选择应该服从的主要约束条件;以拦截交会角最小为目标函数,建立了EKV拦截弹道反设计的优化模型,利用遗传算法和反向积分的方法搜索得到了EKV初始弹道6个弹道参数、3个约束条件的初始拦截弹道参数。仿真结果验证了本研究方法的正确性,亦表明在难以获得拦截弹真实弹道解算所需基础数据的情况下,采用本方法的工程反设计方法规划的EKV拦截弹道可在一定程度上接近真实弹道,能够满足导弹突防对抗仿真需要。     

地空导弹武器反TBM作战优化部署模型研究

为了提高地空导弹武器反TBM作战效能,主要针对单套活力单元的部署问题进行研究。首先分析了影响地空导弹武器反TBM作战部署的主要因素和原则;其次,提出了地空导弹武器最大杀伤纵深优化部署准则;最后,充分考虑TBM再入角影响,利用TBM末段近似直线弹道的特性,建立了地空导弹武器“一对一”和“一对多”2种作战模式下的优化部署解析模型。仿真计算表明：所建地空导弹武器反TBM部署模型可行有效,能够满足地空导弹武器反TBM作战的要求。     

空射反导中末制导交接约束与末制导技术指标初步研究

本文根据空射反导导弹拦截助推/上升段战术弹道导弹作战特点,提出了空射反导导弹拦截过程的初步设想,通过碰撞三角形分析阐述了空射反导的末制导占位要求。针对某典型战术弹道导弹,建立了制导系统分析模型,通过数字仿真,进行了中末制导交接条件约束分析和末制导系统指标要求分析。     

直接分配到弹的双层反导火力规划模型

反导作战火力运用是反导力量建设的核心内容之一,末段双层反导火力规划是一个复杂的不确定多约束条件优化问题,对火力规划进行了问题分析、弹-目分配时机分析和模型假设;分2个阶段建立了直接分配到弹的末段双层反导火力规划模型,模型重点考虑拦截目标与拦截弹杀伤时间窗口的对应关系,建立起武器系统拦截弹与来袭目标的弹-目对应分配关系,提供一种新的、快速的双层反导火力规划方法。     

航母编队一体化反导效能评估

对航母编队反导拦截能力评估的准确性将影响中方导弹突防作战效能分析及任务筹划,因此展开航母编队一体化反导的效能评估模型构建和仿真分析。以美军典型航母战斗群为研究对象,分析其防空反导系统架构以及作战流程,并基于关键参数对探测雷达、拦截弹、密集阵、干扰装置等重要环节进行了机理分析与模型构建、优化,同时结合蓝方来袭武器状态参数进行了子系统效能概率以及联合反导概率分析。最后以典型阵位下的航母编队反导效能评估为例,验证了模型的可行性。仿真结果表明当航母编队在200 km以上的距离有效探测到飞行速度低于12 Ma的来袭弹时,其反导成功率能够达到90%以上。     

双护盾TBM掘进数值仿真及护盾卡机控制因素影响分析

卡机是制约双护盾全断面隧道掘进机(tunnel broing machine, TBM)安全、高效施工的重要工程地质问题。卡机涉及影响因素较多,数值仿真是对各种因素的影响程度进行定量化分析的有效手段。该文提出了考虑双护盾TBM掘进施工过程的数值仿真方法,通过基于内变量热力学的蠕变模型模拟围岩的时效变形特性,并实现围岩与护盾的相互作用的模拟。以某公路隧洞为研究对象,对TBM推进速度和超挖量2个卡机控制因素的影响进行了研究。分析结果表明:增大TBM推进速度,能在一定程度减小接触压力和卡机风险;而超挖量对减小接触压力的作用更为显著,且对于高地应力、软岩条件下的隧洞施工,2种卡机控制措施的收益将更加明显。研究结果可为类似工程的卡机风险分析及TBM推进速度和超挖量等参数的优化设计提供一定的借鉴。     

飞机攻防对抗作战效能仿真分析方法

论述了进行飞机作战效能分析的重要意义 ,提出了采用攻防对抗仿真进行飞机作战效能分析的一般过程。并以截击机作为研究对象 ,给出了截击机与攻击机攻防对抗的仿真框架 ,构建了截击机系统效能评估指标体系 ,说明了截击机系统优化的一般过程。给出的飞机作战效能仿真分析的一般过程可对各种作战飞机等武器系统的分析具有一定的指导作用。     

防空阵地防护等级模糊综合评判

提出了一个较为实用的防空阵地防护等级的评判方法，其特点是：用专家打分制对非定量因素定量化，建立隶属函数；根据各因素的重要性，用层次分析法（AHP法）确定因素权重；采用加权平均模型作为综合评判模型；用非对称贴近度法划分阵地防护等级。     

空袭目标属性综合识别的灰色评判模型

在灰色关联分析的基础上,对斜关联度进行了修正,引出了点、斜修正关联分析的概念。通过对影响目标属性识别的各种因素的分析,结合战术思想利用灰色点、斜修正关联分析及多目标优化方法建立了目标属性综合识别模型,从而利用数量化理论有效地解决了目标属性识别这一复杂而困难的问题,为防空作战C^3I系统指挥自动化提供了一种辅助决策方法。     

弹道导弹攻防对抗的对策模型

针对现代空袭的弹道导弹突击,设计了弹道导弹攻防对抗的对策模型。把导弹攻击的行动表示为能造成最大预期伤害的数学模型,然后指出如何最优化防御拦截系统部署及拦截方案以期最小化最大期望毁伤,仿真实例说明了弹道导弹攻防对抗对策方法的有效性。     

基于LS-SVM的TBM掘进参数预测模型

针对目前TBM数据挖掘能力和掘进参数优化预测分析的不足以及对未来TBM实现无人驾驶的展望,将最小二乘支持向量机（LS SVM）机器学习应用到TBM掘进参数预测中,从吉林引松工程TBM掘进数据中提取掘进上升段的刀盘扭矩、刀盘推力、总推力、推进速度这4个重要参数建立LS SVM预测模型,预测4个参数在稳定段的均值,并讨论了模型训练集大小、参数选取等对预测性能的影响。结果表明,以原始数据中均匀提取的样本、RBF核函数和10折交叉验证建立的LS SVM模型可以较为准确地预测稳定段中上述4个参数,验证了LS SVM机器学习预测TBM掘进参数的可行性。     

洲际滑翔飞行器天基红外探测的信噪比分析

洲际滑翔飞行器(IGV)在超高速飞行过程中,由于气动加热严重,红外辐射显著.我们的分析和计算表明,美国正在试验部署的空间探测和监视系统(STSS)对于IGV的红外探测信噪比,在2.7μm附近的短波波段,达到10~3–10~5,而STSS跟踪和识别的红外探测信噪比阈值分别约为3和30,这意味着STSS对于IGV非常有效.在IGV突防能力的公开论述中,"轨道机动难于预测"是核心立足点.但IGV的横向平均加速能力仅约0.15g,而美国导弹防御系统已具备将探测系统获得的目标信息及时传递到其指挥系统和拦截弹的能力.通过定量估计容易证明,利用天基红外探测,IGV轨道机动不仅可预测,而且精度高,故"难于预测"之说不能成立.     

联合战役"装备保障防卫"兵力需求分析的指标体系研究

在分析了联合战役“装备保障防卫”兵力需求的影响因素的基础上,建立了从环境条件、敌情威胁、防卫状况三个方面分析．包括27个指标的防卫兵力需求分析指标体系。     

复合地层小直径隧道掘进机掘进速度区间预测

合理准确预测隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)的掘进速度是实现TBM智能化控制的关键问题之一,复合地层小直径TBM施工的不确定性较常规地质条件更强,而传统预测方法对施工过程的不确定性考虑不足。在此通过引入区间预测方法,提出基于4种不同Bootstrap方法结合KELM-ANN模型的TBM掘进速度区间预测模型,并以南水北调安阳输水隧洞工程为例,选取142组工程实测数据验证区间预测模型的有效性。研究结果表明:基于Rademacher分布建立的模型预测结果优于其他3种方法,不仅可以得到较好的点预测结果,还可以构造出较为清晰可靠的区间将掘进速度实测值完全包络在内;随着置信水平的提高,区间可容纳的不确定性和风险也逐渐上升,通过变化区间宽度,能较好地量化和解释TBM施工过程中的不确定性因素对掘进速度的影响。研究结果可为TBM掘进性能预测和掘进参数优化提供参考。