现代战机的导引及其控制律仿真研究

借鉴导弹导引理论对现代战机的导引机理进行了探讨，推导出一种基于时间最优的飞机导引控制律。与导弹导引侧向加速度作控制指令的常规方法不同，该控制律直接采用航迹角作控制变量，即借助拦截末端的几何关系获得末端视线角，末端视线角与当前航迹角的误差作为控制量，实现导引控制。仿真表明：应用此导引律，导引时间最短，轨迹最平直，适用于载机导引控制。     

带导引头视场限制的多约束导引律及剩余时间估计

具有攻击角度约束的导引律能够使导弹按指定方向打击目标,具有攻击时间约束的导引律能够使导弹按指定时间打击目标。相比于传统的导引方法（如比例导引律）,此类导引律均带来额外的机动,从而可能导致目标超出导引头视场（即使对于静止目标）。针对该问题,利用余弦函数的非线性特性,首先构造了一种带有导引头视场限制及攻击角度约束偏置项的比例导引律,并推导了该导引律的剩余时间估计。然后通过附加剩余时间误差反馈项,得到了一种带导引头视场限制并同时具有攻击角度约束与攻击时间约束的导引律。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

空空导弹攻击超视距空中目标仿真研究

通过对超视距空中机动目标的分析和合理的假设之后,提出了用空空导弹攻击超视距空中目标的基本模型。从建立目标机、空空导弹、载机的适当坐标系入手,分别给出了目标机、空空导弹及其制导模型、载机的运动模型。建立所给定空空导弹攻击系统的总体模型,对空空弹采用扩展比例导引算法,利用最优控制理论导出最优导引律。经仿真验证证明在作战飞机常用的作战高度、空战速度范围内,用远程空空导弹来攻击超视距空中目标是完全可以实现空中防御的。     

带有攻击角和视场角约束的制导炮弹导引律设计

针对制导炮弹攻击地面目标的末端导引问题, 提出一种带有攻击角和视场角约束的有限时间滑模导引律。首先, 在传统终端滑模面的基础上加入视场角约束, 并构造正切型障碍李雅普诺夫函数来解决滑模面到达段的约束问题, 以保证制导系统在状态受限的情况下有限时间收敛。其次, 利用扩张状态观测器来估计并补偿目标机动带来的扰动, 有效削弱了导引指令的抖振现象。然后, 基于稳定性理论对导引律进行分析与证明。最后, 通过仿真对比验证该导引律的有效性与鲁棒性。仿真结果表明, 该导引律不仅能满足攻击角和视场角约束, 还具有指令连续、制导时间短、命中精度高等优点。     

时间最优的飞机追踪导引律研究

阐述了现代战机导引系统的功能、结构与工作方式。对追踪导引建模之后,假设目标机动轨迹可知,应用最优控制理论,通过巧妙的数学推导和数值计算,研究了追踪时间最优的导引律。针对具体工程实现时理论设计求解中数值计算误差的客观存在,又应用预测控制分段计算、滚动优化的思想,对最优导引律作了进一步改进,获得了更为可行实用的优化导引律。仿真研究表明,所设计的优化导引律较各种比例导引律性能更优,捕获目标的时间更短,消耗的能量更少,并能成功应用于载机导引,为新一代战机导引系统的研制与引进飞机的国产化提供了理论参考。     

基于直接力控制的导弹高精度末端导引方法研究

采用直接力控制的拦截导弹具有自身控制不连续、目标机动能力强、要求直接命中等特点，因此需要一种精度高、适应性强耳较睿脉冲发动机的导引律。以某型末端采用直接侧向力控制的反导导弹为背景，基于变结构控制理论设计了一种导引律，该导引律以可测量信息为基础，十分易于工程实现。最后进行了三维弹道仿真，结果表明：所设计的导引律攻击精度明显优于比例导引律，尤其是在目标机动较大情况下，保证了脱靶量在米级以内；所设计的导引律在制导初期对误差进行修正，因而末端弹道更为平直，同情况下所消耗的姿控发动机数目更少。此外，所设计的导引律基于较大交会角的拦截而非逆轨道拦截，因而发射阵地更灵活、发射准备时间更短。     

一种适用于红外制导弹药的偏置比例导引律

针对弹道成型制导律不适用于红外制导弹药的落角约束,提出了一种无需剩余飞行时间信息的偏置比例导引律。根据建立的弹目相对运动几何模型和碰撞三角形,推导出了期望落角与需用偏置积分量之间的函数关系;求出了偏置比例导引无量纲弹道闭环解与稳定域,并分析了不同因素对偏置比例导引律制导性能的影响;最后对比研究了偏置比例导引制导律与弹道成型的性能。仿真结果表明,偏置比例导引律在落角精度、制导精度与最大需用过载这些关键制导性能指标方面接近于弹道成型制导律,适用于红外制导弹药对地面运动装甲目标的落角约束问题。     

一种新型鲁棒制导律的研究与仿真

针对导弹与目标相对运动被控模型,应用Lyapunov第二法设计了一种基于L2增益性能指标的鲁棒制导律.在目标机动和制导参数变化时,这种制导律显出较强的鲁棒性,并不需要精确的测量目标加速度,只需得到视线转率测量值,容易在工程中实现.仿真中,分析比较了相同初始条件下鲁棒导引律与比例导引律的抗干扰性能和终端制导精度.仿真结果表明,当存在目标机动和制导误差、角测量噪声时,鲁棒导引律的性能和精度明显优于比例导引律.当仅存在目标机动时,鲁棒导引律不占优势.部分仿真情况下,制导系统的性能和精度可能低于比例导引律.     

空空导弹高抛弹道复合制导律研究

为了提高中近程空空导弹的有效射程,针对导弹特点,提出高抛弹道复合制导律。该制导律在初制导中加入纵向预置抛射角以提高导弹弹道,中制导以修正最优比例导引对弹道倾角进行修正,使得导弹各项指标满足末制导比例导引的交班需求。经多种典型弹道仿真研究,该制导律能够有效增加导弹射程并完成多种机动目标的攻击。该制导律算法简单可行,可用于中近程空空导弹技术升级。     

基于数据驱动的攻击时间和攻击角度控制导引律

为了提高导弹突防能力并有效打击目标,对同时实现攻击时间和攻击角度控制的导引律进行了研究。基于一种以数据驱动为核心的方法,将导引过程分为第一阶段攻击时间控制和第二阶段攻击角度控制。根据攻击角度控制导引律生成驱动数据,采用人工神经网络技术建立了剩余飞行时间映射网络,据此求得攻击时间控制阶段的攻击时间误差。基于比例导引法,利用攻击时间误差设计出攻击时间控制导引律,从而使导弹同时实现攻击时间和攻击角度控制。仿真结果表明,所提出的导引律在不同条件下均能有效实现攻击时间和攻击角度控制,与现有文献相比,最大过载减少约43%,需用控制总能量减少约46%。     

信息单向传输带拦截角约束的协同拦截制导律

针对无人战机(unmanned combat air vehicles,UCAV)(目标)发射防御弹对来袭攻击弹以一定拦截角度进行拦截的问题,假设目标和防御弹协同飞行且其之间只能进行单向信息传输,在来袭弹采用增强比例导引律的前提下,建立了防御弹信息单向传输和目标信息单向传输两种模式下的防御弹攻击弹视线角非线性模型。考虑防御弹脱靶量要求、拦截角度约束和防御弹(或目标)的控制能量因素,建立了性能指标函数,采用最优控制理论,分别设计了能够使防御弹以指定拦截角度拦截攻击弹的目标单向协同制导律和防御弹单向协同制导律。仿真结果表明,在两种信息单向传输模式下,通过目标与防御弹的协同,防御弹均可以指定拦截角拦截攻击弹;与具有拦截角度约束的非协同制导律相比,单向协同制导律的控制能量更小。     

攻击机靶场效能随机型指标体系研究

针对作战飞机效能分析中长期存在的效能指标不准确、不统一 ,且指标计算方法繁杂等问题 ,在阐述攻击机靶场效能基本概念的基础上 ,运用随机系统理论 ,提出了对各种类型地面目标射击时的攻击机靶场效能随机型指标 ,并给出了相应的靶场效能指标计算方法。所有随机型指标构成完整的靶场效能指标体系 ,从而使攻击机靶场效能度量更为全面和准确     

Attack and Defense Strategies in Complex Networks Based on Game Theory

To investigate the attack and defense strategies in complex networks, the authors propose a two-player zero-sum static game model with complete information which considers attack and defense strategies simultaneously. The authors assume that both the attacker and defender have two typical strategies: Targeted strategy and random strategy. The authors explore the Nash equilibriums of the attacker-defender game and demonstrate that when the attacker's attack resources are not so significantly abundant as the defender's resources, there exists a pure-strategy Nash equilibrium in both model networks and real-world networks, in which the defender protects the hub targets with large degrees preferentially, while the attacker prefers selecting the targets randomly. When the attack resources are much higher than defense resources, both the attacker and the defender adopt the targeted strategy in equilibriums. This paper provides a new theoretical framework for the study of attack and defense strategies in complex networks.     

基于动态规划遗传算法的防空部署优化模型

随着高新武器的研制和投入使用,战场环境变得越来越复杂,正确有效地进行防空部署成为防空作战的难点问题。从进攻方的角度分析影响要地防空部署的主要因素,提出将动态规划算法用于求解攻击最小危险航线,并将其融入遗传算法的适应度函数,得到一种基于动态规划 遗传算法的防空部署优化模型。该模型可对要地防空部署进行优化,能够得到基于进攻方的最优部署方案。实验结果表明,该模型是有效可行的,为防空作战中指挥人员实施战前部署提供参考和借鉴     

信息管理系统的口令安全方案

在ＭＩＳ系统的用户口令管理中引入单向函数和智能卡技术,单向函数使得入侵者从口令表中只能浏览到用户的加密口令,并且从加密口令获得用户的秘密口令是非常困难的;智能卡的引入使得用户的登录依赖于不易仿制的外部存储装置,因此这样的ＭＩＳ系统有效地保护了用户的口令,具有较高的安全性能．     

攻击机靶场效能模糊型指标体系研究

针对攻击机靶场效能随机型指标存在的不足 ,以模糊系统理论为基础 ,提出了一种新型靶场效能指标——模糊型效能指标 ,并给出了对各种类型地面目标射击时 ,相应的靶场效能模糊型指标算法 .     

基于CPN的智能合约交易顺序依赖漏洞的验证

智能合约的形式化验证工作主要集中在编程语言层面的漏洞研究,而交易顺序依赖作为区块链层面的漏洞更不易被检测。基于着色Petri网对智能合约中潜在的交易顺序依赖漏洞进行形式化验证。以Decode悬赏合约为对象,分析合约中潜在的漏洞,自顶向下地对合约本身及其执行环境建立着色Petri网模型,并引入攻击者模型来考虑合约遭受攻击的情况。通过运行模型以验证合约存在交易顺序依赖漏洞,最后基于Remix平台在以太坊网络中证实结论的正确性。     

Optimal Switching Integrity Attacks on Sensors in Industrial Control Systems

In this article, an optimal switching integrity attack problem is investigated to study the response of feedback control systems under attack. The authors model the malicious attacks on sensors as additive norm bounded signals. The authors consider an attacker who is only capable of launching attacks to limited number of sensors once a time and changing the combinations of attacked sensors all over the time. The objective of this paper is to find the optimal switching sequence of these combinations and the optimal attack input. The authors solve this problem by transforming it into a traditional optimal control problem with new control variables vary continuously in the range [0, 1]. The optimal solutions of the new control variables are of bang-bang-type. Therefore, an algebraic switching condition and an optimal attack input can be obtained. Finally, numerical results are provided to illustrate the effectiveness of the methods.     

A Critical Heuristic Approach to the Establishment of a Software Development Process

The software development process for large software systems can be very complex, mainly in the case of development of innovation. There is no ready-made solution for this process. Rarely, if ever, can a solution be applied in a straightforward manner. Those involved in such software development need to make choices that will determine the features of the development process with consequences for its clients, who were not involved in the development but are affected by its results. The choices are inevitably influenced by the beliefs and values of the developers. Their judgments need to be made explicit so that people who are affected can eventually question these judgments.The Critical Systems Heuristics (CSH) is a systems methodology that makes it possible to examine the judgments made by those involved in the software development process. It offers tools to question such judgments.The application of the CSH to the software development process helps to illustrate the heuristic ability of the methodology to make evident the potential sources of misconception and its critical ability to identify imperfections in the conception of the software process.     

基于多尺度相似度特征的答案选择算法

答案选择的主要任务是对问答系统中问题的候选答案排序,当前主流的方法是基于表示学习方法,通过神经网络对问题和答案进行向量表示,然后根据向量相似度对候选答案排序,该类方法忽略了问题和答案的局部关联性。针对这一问题,提出了一种基于多尺度相似度特征的深度学习模型。该模型采取传统的深度学习模型分别提取问题和答案的特征,然后计算各个尺度下的特征相似度得到问答的相似度矩阵,最后采取三种不同的相似度特征学习模型对相似度矩阵学习得到联合相似度。在公开数据集WebQA上进行实验验证,实验结果表明将相似度特征学习方法引入传统深度学习模型获得了较为明显的提升。