基于MDP框架的飞行器隐蔽接敌策略

基于近似动态规划（approximate dynamic programming, ADP）对空战飞行器隐蔽接敌决策问题进行研究。基于作战飞行器的战术使用原则,提出了隐蔽接敌过程中的优势区域与暴露区域;构建了基于马尔科夫决策过程（Markov decision process, MDP）的隐蔽接敌策略的强化学习方法;通过态势得分函数对非连续的即时收益函数进行修正,给出了基于ADP方法的策略学习与策略提取方法。分别针对对手在有无信息源支持情况下的不同机动对策进行了仿真验证。仿真结果表明,将ADP方法应用于隐蔽接敌策略的学习是可行的, 在不同态势下可获得较为有效的接敌策略。     

多机协同空战机动决策流程

针对现有空战决策方法对多机空战情况考虑不全的问题,在接敌前空战背景下,从3个方面对现有空战决策方法进行改进。一是利用威力势场取代优势函数评估空战态势,体现装备性能对决策的影响;二是从充分发挥多目标攻击能力、提升协同效能入手进行初步目标分配;三是引入目标重要性系数与收益比重系数,将雷达的多目标处理能力与攻击资源分配合理性纳入考虑。最后使用有限外推与粒子群算法解算指标函数,仿真结果证明了改进内容的有效性。研究结果表明,改进后的决策     

不确定信息条件下空战接敌队形选择方法

针对空战环境下由于目标装备信息的缺乏导致空战编队无法选取最佳接敌队形的问题,提出一种基于战场指挥员主观认知的不确定信息条件下空战编队接敌队形选择方法。首先引入威力场的概念并构建载机威力势模型。其次以战场指挥员对目标装备性能的主观认知及载机的威力为基础,利用模糊层次分析法对不确定信息条件下的目标威力进行评估。然后利用参照依赖效应计算载机与目标间各项能力的收益损失值,进而应用前景理论给出最佳的接敌队形选择方法。最后对此方法进行了仿真验证。结果表明,该方法能够在不确定信息条件下对接敌队形进行有效选择。     

基于改进两步裁定法的内埋空空导弹作战效能评估

针对内埋空空导弹的作战效能评估问题,本文通过将编队方式、态势信息以及目标分配模型融入到传统多步裁定法中,提出了一种更加完善的两步裁定法用以评估内埋空空导弹作战效能。通过分析战场实际情况,分别从方位角和进入角的角度建立优势函数,并引入串联系统构建载机角度优势函数。根据作战高度对导弹攻击区远界的影响,构建了空空导弹优势函数;结合高度优势函数,将上述3种优势函数聚合为空战优势函数,并依此建立了先敌发射概率模型、导弹毁伤概率模型和综合威胁指数模型,从而完成目标分配。仿真结果表明,改进算法的评估结果与客观态势一致性较强,可为研究内埋空空导弹的作战效能提供理论参考。     

一种新的超视距空战威胁评估方法

针对超视距空战以中远距空空导弹为主要武器的特点,提出了一种新的威胁评估方法。该方法针对现有空战威胁评估的非参量法模型不足之处进行扩展和改进,根据参战双方飞机火控系统和武器系统性能参数,分别构造参战双方飞机方位角、进入角、距离、高度、速度等优势函数,从而得出几何态势优势,进而综合双方态势优势、飞机空战效能优势和战术事件优势,聚合为空战优势。通过算例验证了该方法的合理性和有效性。     

基于导弹攻击区的超视距空战态势评估改进

针对超视距空战态势评估模型中态势优势函数构造缺乏定量分析方法的问题,提出了基于攻击区分析的超视距空战态势评估方法。利用该方法,基于某典型空空弹攻击区的仿真计算,讨论了传统超视距空战评估模型中方位角、进入角、速度和高度优势函数的不足,分析了能量优势函数的不合理性,构造了新的角度优势函数、速度优势函数和高度优势函数,改进了超视距空战态势评估模型。     

基于攻击区和杀伤概率的视距内空战态势评估

基于影响空空导弹攻击区和杀伤概率两个作战效能指标的主要态势因素,构造视距内空战态势评估模型。首先对某型近程红外寻的空空导弹的攻击区及导弹杀伤概率与角度、速度等态势因素的相关性进行分析,明确角度、速度等态势因素对它们的影响关系;基于影响关系构造态势因素优势函数,进行空战态势评估。仿真表明该模型符合现代视距内空战实际,可为视距内空战机动决策提供依据,一定程度上提高了态势评估的真实性。     

多机空战仿真协同战术决策方法

首先介绍了多机空战协同战术决策的主要内容，然后提出了一种用以进行空战态势评估和威胁评估的方法－－威胁指数法；在此基础上给出了目标分配的具体步骤以及火力分配模型；最后给出了具体仿真算例，计算结果表明，文中介绍的方法可以全面、有效地完成多机空战中的战术决策任务。     

基于深度随机博弈的近距空战机动决策

针对空战中作战信息复杂、难以快速准确地感知态势做出决策的问题,提出一种博弈论与深度强化学习相结合的算法。首先,依据一对一典型空战流程,以随机博弈为标准,构建近距空战中红蓝双方对抗条件下的双机多状态博弈模型。其次,利用深度Q网络(deep Q network, DQN)处理战机的连续无限状态空间。然后,使用Minimax算法构建线性规划来求解每个特定状态下阶段博弈的最优值函数,并训练网络逼近值函数。最后,训练完成后根据网络输出求得最优机动策略。空战仿真实验表明,该算法具有较好的适应性和智能性,能够有效地针对空战对手的行动策略实时选择有利的机动动作并占据优势地位。     

基于BFM方法的1vs1近距自主空战决策

无人机自主空战将是未来空战的主要样式之一。针对当前对于近距自主空战的研究往往假设简单、计算复杂以及受限于使用规模等问题,对以格斗导弹为武器的近距1vs1自主空战的主要研究内容,提出一种基于基本飞行动作的自主空战决策方法以保证空战决策的有效性和实时性。首先,根据导弹的攻击区设计一种得分函数来量化评估空战态势;其次,建立敌机机动位置的几何预测模型。然后,提出基于位置差和速度差的补偿制导方法。最后,在仿真分析中设置了攻击和防御两种典型自主空战态势,实验结果表明了所提方法的有效性和可行性。     

自适应预测权重的空战鲁棒机动决策方法

针对空战态势变化剧烈的近距空战问题,提出一种具有自适应状态预测权重调整机制的鲁棒机动决策优化方法。首先,为使无人作战飞行器对态势参数的变化波动具有一定的鲁棒性,设计了鲁棒态势函数来表征空战态势。然后,针对目标机动的不确定性问题,利用可达集理论对目标机动意图和状态提前预测,同时采用自适应预测权重系数对无人作战飞行器的攻击和防御进行调整。最后,利用改进的共生生物优化算法对机动决策控制量寻优。仿真结果表明,无人作战飞行器运用该方法能够生成一条理想的近距攻击占位轨迹,实现近距自主空战攻击占位。     

自适应预测权重的空战鲁棒机动决策方法

针对空战态势变化剧烈的近距空战问题,提出一种具有自适应状态预测权重调整机制的鲁棒机动决策优化方法。首先,为使无人作战飞行器对态势参数的变化波动具有一定的鲁棒性,设计了鲁棒态势函数来表征空战态势。然后,针对目标机动的不确定性问题,利用可达集理论对目标机动意图和状态提前预测,同时采用自适应预测权重系数对无人作战飞行器的攻击和防御进行调整。最后,利用改进的共生生物优化算法对机动决策控制量寻优。仿真结果表明,无人作战飞行器运用该方法能够生成一条理想的近距攻击占位轨迹,实现近距自主空战攻击占位。     

导弹攻防对抗中追逃对策模型与配点求解法

未来的来袭导弹可能具备较强的机动性,其弹道不可预测,针对拦截弹追击此类目标的追逃问题,基于微分对策(differential-game, DG)理论建立追逃博弈模型并给出求解方法。模型在分析两者相对运动的基础上,考虑地球重力和自转的影响,以推力角为控制变量,离地高度、速度和经度角为状态变量,建立微分方程组。然后将追逃DG模型转化为单边最优对策问题;并给出改进的高精度五阶Gauss-Lobatto多项式配点法来近似状态变量对时间的导数,将微分方程组转换为代数约束,降低非线性规划问题复杂程度。最后给出了本文研究的仿真实例。     

基于直觉模糊博弈的无人机空战机动决策

为解决不确定环境下无人机空战的机动决策问题,将博弈论和直觉模糊集结合,首先对无人机的机动可选方案进行直觉模糊多属性评估,得到机动博弈的直觉模糊支付矩阵,并提出满足直觉模糊全序关系下的纳什均衡条件,建立了求解不确定环境下纳什均衡的规划模型。同时,采用个体控制参数和遗传代数自适应的策略改进差分进化算法,并对模型进行求解。仿真验证模型和算法的合理性和有效性,为不确定环境下空战决策问题的求解提供了新思路。     

地空导弹火力单元最佳兵力机动线路的选择

地空导弹火力单元兵力机动线路的选择是一个多因素评价问题。给出了影响地空导弹营火力单元兵力机动线路选择的因素 ,主要包括兵力机动线路的长度、线路的路况、隐蔽性、地空导弹武器系统的机动性和防护能力。其中路况因素由线路的路面、天气状况及交通情况决定。以这些因素为指标 ,采用二级模糊评判原理对兵力机动线路进行综合评判 ,给出兵力机动线路的等效线路长度 ,利用动态规划算法求解兵力机动的最佳线路 ,最后给出算法的一个实例     

导弹部队机动作战过程的DTSPN模型

为了在建立导弹部队机动作战过程Petri网模型时充分体现其时间特性,定义了一种离散时间区间Petri网（discrete time span Petri net,DTSPN）|在充分考虑敌方侦察威胁对部队机动作战影响的基础上,将各阶段任务实施的时机限定在一个离散时间区间序列内,建立了导弹部队机动作战过程的DTSPN模型|通过对模型的可达性分析,判定作战任务能否按时完成|实验结果显示,提出的DTSPN能够体现导弹部队机动作战过程的时间特性,并能够分析作战任务能否在有利于作战行动实施的时间间隙内按时完成。     

多机空战战术机动专家系统与决策支持系统研究

应用专家系统基本理论和方法,系统论述建立多机空战战术机动专家系统和决策支持系统的具体步骤和方法,突出知识库创建、知识表示方法和决策支持系统建立,形成具有专家水准的多机空战战术机动自动决策仿真机制,成为研究多机空战战术和进行空战武器效能论证的良好平台