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。     

多目标攻击空战决策WBG模型及其蚁群算法

针对解决空战决策分配问题的已有算法稳定性差、局限于数学描述、没考虑目标威胁评估因素等不足,通过分析战场模型,建立了多目标攻击空战决策的赋权偶图(WBG)模型,该模型是具有二分类的赋权完全偶图模型,使空战决策分配问题转化为求解WBG模型的最优匹配问题。利用蚁群算法对WBG决策模型求解,提出了具体实现算法。数值试验和仿真结果表明,提出的空战决策WBG模型及其蚁群算法实现具备精确有效的决策能力,从而为多目标空战提供了一种有效的决策方法。     

编队空战中协同电子干扰的功率分配

针对编队空战的协同电子干扰功率分配问题,采取空域叠加方法将编队空战中协同电子干扰的空域简化为单机干扰空域,以目标对编队的威胁程度以及编队对目标的压制效果为指标,采用整数规划方法建立了编队空战时的电子干扰功率协同分配模型,包括干扰扇区间和干扰扇区内的功率分配算法。仿真结果表明,进行编队空战电子干扰功率的统一分配,能够避免单一干扰装置对目标干扰功率分配的不足,还可以减少各干扰装置独立作用时对同一目标干扰功率的重复分配,达到了干扰效果的优化。     

基于核函数强化学习的抗干扰频点分配

针对学习未知动态的干扰图样问题，提出一种基于核函数强化学习的雷达与通信抗干扰频点协作算法。与需要获得干扰模式、参数等先验知识的研究相反，所提算法能够利用过去时隙中频点的使用情况来优化抗干扰频点分配策略。首先，通过核函数的强化学习来应对维度诅咒问题。其次，基于近似线性相关性的在线内核稀疏化方法，确保了抗干扰频点分配算法的稀疏性。最后，仿真结果验证了所提算法的有效性。得益于稀疏化码字对于系统动态特性的学习，所提算法与传统基于Q学习的抗干扰频点分配算法相比，收敛时间更短，并且可以快速规避外部未知干扰源的干扰。     

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     

基于先验知识的多功能雷达智能干扰决策方法

针对基于强化学习的多功能雷达干扰决策方法训练周期长、收敛慢的问题，本文提出了基于先验知识的多功能雷达智能干扰决策算法。所提算法使用了基于势能函数的收益塑造理论，利用先验知识设置收益函数，相比于传统算法，具有更快的收敛速率。利用先验知识加速算法收敛速率的方法对强化学习在多功能雷达干扰决策中的实际应用具有重要的意义，对于强化学习在其他领域的应用也具有很好的参考价值。     

基于IFE动态直觉模糊法的空战目标威胁评估

针对传统空战多目标威胁评估难以与动态作战态势相结合的缺陷和不足,提出了基于直觉模糊熵（intuitionistic fuzzy entropy, IFE）与动态直觉模糊法相结合的空战多目标威胁评估方法。该方法通过直觉模糊集确定目标属性矩阵,采用IFE算法对目标属性赋权;采用泊松分布法处理多时刻态势信息,计算时间序列权重;建立动态直觉模糊空战多目标威胁评估数学模型,并进行了仿真研究。仿真结果表明该算法是合理和有效的。     

空战决策知识构建方法研究

针对战训数据丰富, 数据背后空战决策知识贫乏的问题, 提出了一种空战决策知识构建方法。首先, 根据空战决策影响因素来分析决策知识的生成过程, 选择用产生式规则来表示空战决策知识。其次, 针对战训数据存在噪声数据干扰以及连续属性数据难以满足数据挖掘算法离散度量要求的问题, 应用了k-means聚类算法来检测离群点并使用最小描述长度准则算法将连续属性离散化。最后, 基于预处理后数据, 采用粗糙集提取空战最小决策规则知识, 通过构建模糊逻辑推理系统实现空战决策知识的推理与应用。仿真表明, 该方法能够有效地提取空战决策规则知识以及知识的推理与应用。     

编队内协同超视距空战目标分配模型研究

为解决当前目标分配计算量大、难以实时计算的问题,提出了一种针对编队内飞机协同超视距空战的目标分配新模型。该模型根据现代空战以中远距拦射为主要作战任务、编队内飞机之间的距离很小的特点,忽略编队内飞机之间相对目标的距离差异,从武器类型的角度建立,从而减小问题解的规模。对某作战想定采用粒子群优化算法对一般目标分配模型和新模型进行了分析比较,结果表明该模型具有计算量小、求解速度快的特点。     

基于整数规划的超视距空战目标分配模型研究

针对超视距编队协同空战中的目标分配问题,通过建立现代空战的微分对策模型,将超视距多机协同空战的目标分配分为编队分组和编队内单机目标分配两步完成,重点研究了编队分组对抗策略,设计建立了以交战强度排序为依据,以"不重不漏"为原则的基于整数规划的超视距空战编队目标分配模型。仿真算例验证了所建模型的有效性和准确性。     

基于马尔可夫的多功能雷达认知干扰决策建模研究

多功能雷达是现代电磁战场上不可或缺的重要装备, 针对多功能雷达的干扰一直是一个难题。本文在研究多功能雷达信号特点和雷达对抗过程的基础上, 提出了雷达状态联合表征的方法, 将多功能雷达的干扰决策问题建模为一个带收益的马尔可夫决策过程, 设计了认知干扰决策系统, 并通过基于Q-Learning的认知干扰决策算法求解该模型下的最佳干扰策略。通过仿真实验, 证明了基于Q-Learning的认知干扰决策算法能够在缺乏先验经验的情况下学习到最佳干扰策略, 具备“认知”的特性, 并且在不稳定的环境中也具有较强的适应性, 有效支撑了本文所提的干扰决策模型。     

基于模糊马尔科夫理论的机动智能体决策模型

针对机动作战仿真背景,运用智能体理论研究战术机动智能体的最优机动决策问题。对传统的马尔科夫决策模型进行了扩展,通过定义攻击威胁下机动智能体的模糊状态空间、模糊状态转移规律和决策收益,建立了模糊战术机动决策模型,较好地描述了实际作战决策中的模糊认知、分析、判断等信息处理过程。通过引入强化学习手段,提出融合指挥员先验信息的Q学习算法和状态动态分类识别算法,对状态转移规律不易确定时模型的求解进行了研究;仿真实验验证了模型和算法的有效性。     

基于先验知识和神经网络的非线性建模与预测控制

神经网络模型是模拟非线性系统的有力工具，它的缺陷是难以利用已有的先验知识。利用通用学习网络的建模方法，提出了一种利用先验知识和神经网络建立非线性系统模型的方法，具有简化神经网络结构、减小计算量的优点。基于这种模型利用改进的遗传算法进行优化计算，从而实现了基于先验知识和神经网络的非线性建模和预测控制。对一个悬吊系统的仿真实验说明了该算法的有效性。     

基于粒子滤波优化的滚动式时间序列多步预测

针对复杂的应用环境下,时间序列建模不易准确,多步预测精度不高的问题,提出基于粒子滤波（particle filter, PF）优化的滚动式时间序列（roll time series, RTS）多步预测算法(PF_RTS)。采用Box-Jenkins方法对时间序列滚动自适应建模,所建模型作为粒子的状态转移方程,利用粒子滤波算法实时动态修正预测数据,逼近状态的最优估计。本文算法具有自学习能力,适合实时应用。仿真结果表明,本文算法需要的先验知识少,提高了预测的精度。     

基于Nash-Q的网络信息体系对抗仿真技术

武器装备体系作战仿真研究隶属于复杂系统研究范畴,首次对基于Nash-Q的网络信息体系(network information system-of-systems,NISoS)对抗认知决策行为进行探索研究。Nash-Q算法与联合Q learning算法具有类似的形式,其区别在于联合策略的计算,对于零和博弈体系作战模型,由于Nash-Q不需要其他Agent的历史信息即可通过Nash均衡的求解而获得混合策略,因此更易于实现也更加高效。建立了战役层次零和作战动态博弈模型,在不需要其他Agent的完全信息时,给出了Nash均衡的求解方法。此外,采用高斯径向基神经网络对Q表进行离散,使得算法具有更好的离散效果以及泛化能力。最后,通过NISoS作战仿真实验验证了算法的有效性以及相比基于Q-learning算法以及Rule-based决策算法具有更高的收益,并且在离线决策中表现优异。     

基于暂态挖掘的非线性时间序列故障预报

针对实际工程系统故障建模困难、现有故障预报方法实时性差的问题.从一类挖掘的角度,设计了一种基于一类支持向量机的时间序列暂态挖掘算法,提出了一种既不需要系统近似模型也不需要故障训练数据和先验知识的直接故障预报方法.在系统运行的同时实现学习和预报.提高了实时性.同时该方法简单易用,克服了传统方法在预报故障前需要预测系统未来状态的缺点.具有很强的应用意义.以釜式反应嚣为对象进行的仿真实验证明了方法的有效性.     

认知雷达中基于Q学习的自适应波形选择算法

自适应波形选择器是认知雷达中智能发射器的重要组成部分。有效的波形选择能够在不同的环境下选择发射最优的波形序列,从而以更高的精度追踪目标。针对雷达目标转移概率未知这一特点,把自适应波形选择问题建模为随机动态规划模型,提出应用Q学习的方法来解决这个问题。仿真结果说明,该算法接近于最优波形选择方案,并且状态估计的不确定性低于固定波形。     

基于RBF神经网络的Q学习飞行器

基于马尔科夫决策过程框架研究了三维空间内隐蔽接敌策略的强化学习方法,定义了环境模型中的优势区域和暴露区域。针对高维状态空间策略学习所面临的维数灾问题,给出基于径向基神经网络（radial basis function neural network, RBFNN）的Q学习算法,说明了训练样本的分级采样方法,并针对不同情况下的接敌机动策略学习进行了仿真分析。仿真结果表明,借助于合理的分级采样方法,基于RBFNN的Q学习算法能有效生成隐蔽接敌策略。     

面向复杂仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法

复杂仿真影响因素多, 影响关系非线性, 需要高效的元建模方法。元模型的建立不仅取决于所选定的元模型数学结构, 还取决于仿真训练数据的充分性。数据充分性直接影响到仿真实验空间的设计与实验运行的计算复杂度, 需要通过针对性的仿真实验设计方法来应对维数爆炸困境。序贯实验设计方法可以有效提高设计的效率, 但传统上的序贯方法依赖于人工干预和关于目标系统的先验知识, 不易自动化开展。因此，提出一种支持仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法, 该方法综合运用梯度采样与随机近邻探索技术, 在产生尽可能少的实验点的同时, 能够自动提取关于实验对象的信息, 有效提高复杂仿真元建模的实验效率。案例部分将所提方法与拉丁超立方抽样、传统序贯采样两种方法进行了对比, 验证了所提方法的有效性。     

自主移动机器人中基于强化学习的噪声消解策略

基于行为的自主移动机器人在获取外界信息时不可避免地会引入噪声，给其系统性能造成一定的影响。提出了一种基于过程奖赏和优先扫除(PS-process)的强化学习算法作为噪声消解策略。针对典型的觅食任务，以计算机仿真为手段。并与其它四种算法——基于结果奖赏和优先扫除(PS-result)、基于过程奖赏和Q学习(Q-process)、基于结果奖赏和Q学习(Q-result)和基于手工编程策略(Hand)进行比较。研究结果表明比起其它四种算法，本文所提出的基于过程奖赏和优先扫除的强化学习算法能有效降低噪声的影响，提高了系统整体性能。