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。     

改进差分进化算法求解武器目标分配问题

针对武器目标分配问题求解收敛速度慢、搜索效率低、寻优精度差的问题, 提出一种基于改进差分进化算法的武器目标分配方法。首先, 建立多约束条件下武器目标分配优化模型, 将动态武器目标分配问题离散为静态武器目标分配问题处理。其次, 采用随机邻域变异策略平衡差分进化算法全局探索和局部开发能力, 采用基于历史存档的自适应参数整定方法, 根据“精英”信息动态更新算法参数。最后, 通过与5种变种差分进化算法的对比实验, 验证了所提方法寻优精度高、收敛速度快、鲁棒性强的优点。     

飞行作战任务过程的工作流网模型

建立飞行作战任务过程模型是综合运用态势评估、故障诊断等技术设计新一代智能座舱的基础,同时也可应用于飞行员的行为预测及评估。本文以战术轰炸任务为例,介绍了工作流网技术在飞行作战任务建模上的应用。针对传统Petri网不能体现态势变化对飞行员行为的影响,本文设计了带非齐次弧的分层Petri网应用于战术轰炸任务过程的工作流网建模中,使子网变迁的平均实施速率可以随着航线状态的变化而变化,同时给出了利用可达性定理证明工作流网合理性的方法。在子网中,设计了变λ随机Petri网应用于飞行员执行任务过程的建模中,并利用该模型分析了飞行员的稳定工作状态,为飞行员行为预测、评估建立基础。     

基于随机邻域策略和广义反向学习的自适应差分进化算法

全局探索和局部开发能力之间的平衡以及对控制参数的整定是影响差分进化(differential evolution, DE)算法性能的主要因素。针对这两个问题, 提出一种基于随机邻域策略和广义反向学习的自适应DE算法。首先, 在每一代进化过程中, 算法从当前种群为每一个体随机选择相应的邻域, 其中最优个体作为基向量执行变异操作, 邻域中个体数量随进化动态更新。其次, 采用基于历史存档的自适应参数整定方法, 进化进程中根据“精英”信息动态更新算法各参数。最后, 在初始化和每一代进化结束阶段, 执行基于广义反向学习策略的种群初始化和种群“代跳”操作。通过基于27个标准测试函数的3组仿真实验, 验证了所提算法具有寻优精度高、收敛速度快、鲁棒性强的优点。     

无速度测量的四旋翼无人机移动目标跟踪控制

针对只有目标与载机的相对距离信息,而无速度信息的跟踪控制问题,以及在任务场景中对四旋翼无人机期望姿态角有约束的要求,设计了一种位置-姿态控制器。位置控制器只需要目标与载机的相对距离作为输入,其输出保证所生成的期望姿态指令在指定的范围内。为了保证在有限时间收敛至期望姿态,姿态控制器采用了二阶滑模的设计方法,缓解了电机输出指令颤振,并对外部扰动和模型不确定性具有较好的鲁棒性。最后进行了在风场中针对多种机动形式的目标进行了跟踪飞行仿真,得到了满意的跟踪效果。     

基于随机决策准则的改进多级影响图机动决策方法

针对传统影响图机动决策方法需要由飞行员预先给出空战态势评估难于准确确定的先验似然函数,将随机决策理论引入到影响图机动决策当中,提出了基于随机决策准则的改进多级影响图机动决策方法. 该方法仅需在决策时刻评估潜在空战态势,依据决策准则便可以产生机动决策. 为了优化该方法,基于典型随机决策准则,分别设计了5种机动决策准则,在典型空战想定条件下仿真分析了各机动决策准则的特点. 仿真结果表明:在态势劣势时,后悔值准则决策效果较好;在态势优势时,悲观准则、乐观准则、折中准则、等概率准则决策效果较好.      

基于NURBS和GOBL-ACDE的航迹规划算法

针对复杂地形条件下无人机低空突防动态航迹规划实时性及精确性的问题,提出了基于广义反向学习的自适应约束差分进化(generalized opposition-based learning adaptive constrained differential evolution, GOBL-ACDE)算法,结合非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)平滑策略,提高了多威胁复杂地形下动态航迹规划的精确性、高效性及适航性。首先,构建航迹规划任务模型,建立目标代价及约束限制函数,提出一种高度转换方法,有效提高低空突防能力;其次,将NURBS平滑策略与B样条插值以及贝塞尔曲线对比分析;再次,应用广义反向学习、自适应排序变异及自适应权衡模型,改善约束条件下算法动态性、收敛性及寻优性能;最后,通过静态与动态环境对比仿真试验,验证了所提方法在多威胁复杂地形下寻优精度高、鲁棒性强、动态性好以及可靠性优的特点,能够规划出精确、高效、适航的低空突防航迹。