控制污染物排放的支线机场跑滑结构优化仿真

民航运输在LTO(Landing and take-off)循环阶段的大气污染物排放对地面人员和近地环境危害较大,应主要通过减少地面滑行时间进行控制。考虑支线机场常见的单跑滑结构给出飞机地面滑行时间计算方法,基于该方法提出了污染物评价指标并建立了支线机场航空器污染物排放评估模型。以某支线机场为例,使用Matlab建模计算得出污染物评价指数最小滑行道口位置。利用AirTOp仿真验证了模型计算结果有效性,优化后的跑道出口位置将使该机场污染物总指数较原位置降低21.7%。     

基于DEDS的A-SMGCS航空器动态滑行路径规划

为实现先进场面引导与控制系统中航空器动态滑行路径规划,建立了基于静态路径规划、动态路径规划和实时路径更新的总体框架。依据跑道、滑行道和停机坪使用规则建立基于Petri网的场面活动模型及线性不等式约束的活动控制规范,给出了当前规划航空器在满足与场面其他滑行航空器不冲突条件下的极大代数状态方程,并将静态预选路径作为可行解对滑行路径进行动态优化。针对滑行中出现的时间偏差,采用时间窗调整或再规划策略更新路径。仿真实例结果表明,动态路径规划从战术上避免滑行冲突,减少航空器的等待时间,显著提高了场面交通容量。     

基于区域控制的航空器滑行轨迹优化模型

针对现有模型解决航空器滑行轨迹优化时冲突约束能力不足问题,提出了一种新的混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型。利用区域划分和区域公共节点网络构建层次化滑行道结构模型,提高了滑行道建模精度,并在此基础上应用区域控制规则实现对滑行道的无冲突占用。同时,基于滚动时域策略对复杂的滑行轨迹优化问题分阶段求解,提高了滑行规划模块的灵活性和求解速度。实验结果表明,利用该模型能够有效回避滑行冲突,降低平均滑行时间和距离,提高场面运行效率。     

多约束条件下非连续助推弹道方案设计与优化

研究了考虑动压、过载、控制量以及终端状态等多约束条件下的非连续助推弹道方案设计与优化问题。首先,结合最优控制理论,推导了脉冲作用期间的飞行程序;然后,在综合考虑弹道约束条件的基础上,合理设计非连续助推弹道方案;最后,针对经典粒子群算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的缺点,采取了惯性权重自适应变化及扰动策略,以适应复杂弹道优化问题。仿真算例及结果表明,设计的非连续助推弹道方案能够满足各项约束,改进的粒子群算法能有效解决多约束下非连续助推弹道优化问题,优化方案的射程比原方案提高了6.69%,比连续助推弹道提高了14.09%,优势较明显。     

航天器远程导引变轨方案设计数字化平台

卫星工具包STK(Satellite Tool Kit)具有强大的仿真演示功能,而设计能力不足.利用STK/X模块,进行VC 和STK的无缝连接,通过使用STK/Astrogator模块的轨道机动仿真功能和STK地图窗口、三维窗口的演示功能,实现集远程导引变轨方案的设计、修正、仿真、演示于一体的数字化平台.该平台实现了远程导引变轨方案设计的全数字化,快速化,并提供良好的图形用户界面、飞行方案的数据库管理和丰富的数据报表和图形,为变轨方案的优选、优化和验证提供基础.     

分布交互式仿真中的多分辨率模型并发运行问题研究

同一实体的不同分辨率模型的并发运行经常出现在分布交互式作战仿真中。研究了分布式仿真中不同分辨率模型并发运行时的若干关键技术。提出了同态属性和同态交互的概念；研究了多分辨率模型并发运行时的一致性维护问题，给出了多分辨率模型的一致性维护算法；研究了并发交互冲突的解决方法，包括：加锁方法、冲突检测法和面向模型的方法等；分析了同态交互对仿真结果的影响，给出了处理同态交互的基本原则。     

基于机型间隔的机场终端区流量优化

在传统流量优化模型的基础上,综合飞机机型、尾流间隔时间等因素,提出了一种基于机型的机场流量动态优化模型.考虑各种机型飞机起降特性差异和现代空管人员的实际需要,该模型进一步细化了各种机型起降间隔的分类关系,实现了机场终端区流量的优化分配,提高了终端区交通流量;并在此模型基础上,给出了确定满足此分配方案的机型起降队列方法,为空管人员提供有效的决策参考.最后以单跑道机场为例,验证了模型的有效性.     

多机场终端区容流利用和分配建模与仿真

研究多机场终端区空中交通供需平衡问题,在多元受限的复杂约束下,给出一种容量利用和流量分配协同优化模型,模型通过最小化终端区内所有进离场航班的总延误损失,并引入航班延误损失系数作为航空公司协同决策的偏好信息,寻求最佳的容量利用和流量分配方案.实验仿真表明,模型不仅能使流量与容量协调匹配、充分利用资源,而且能使延误损失降到最小又能兼顾航空公司的利益;设计的遗传算法运行稳定、切实可行.     

基于航班时刻优化的跑道运行容量提升方法

分析了航班时刻编排对跑道延误的影响, 建立了平均跑道延误时间最少、总时间片调整最少、总延误 航班架次最少的多目标航班时刻优化排序模型, 用非支配排序多目标优化算法NSGA-II求出该模型的PARATO前沿解集. 以长沙机场典型日航班时刻为例, 运用该模型对跑道运行容量进行计算. 其计算结果与时间片内航班随机排序模型相比, 航班平均跑道延误减少了28.8%,平均时间片调整数减少了27%, 跑道运行容量增加了10.2%.     

5G室内分布系统规划建模及优化算法

由于5G移动通信技术中的多数新业务包括时代智慧家庭、智能工厂、虚拟现实等等都发生在室内场景,因此如何快速规划建设成本低且功率损耗少的5G网络室内分布系统,对电信运营商来说具有重要的意义。建立了更贴近实际场景下的5G室内分布系统规划数学模型,该模型以最小化部署成本和天线间最大输出信号功率偏差为目标,以满足每个天线的期望输出信号功率为约束,是一个带约束的混合变量多目标优化问题。基于哈夫曼编码思想,提出了适合室分系统结构的编码策略,利用该编码策略在MOEA/D-CM2M算法框架下设计出求解该模型的有效算法,并且能够通过一次运行提供多个规划方案。计算机仿真表明建立的模型与提出的算法十分有效,比两个真实案例的原设计分别节省了8.90%和20.09%的成本。     

作战仿真系统模糊优选模型

舰艇作战仿真系统的研制是作战系统研制的一个重要环节。针对层次分析法 (AHP)存在的两个根本问题 ,采用“互补性”二元对比准则 ,将重要性与优越性分开处理 ,分别确定评价指标的满足度和权重 ;将“优越性”置换为“重要性” ,确定评价指标客观权重并与主观权重集结。运用多级模糊优选对仿真系统作出总体评价和指标强度评价 ,从而确定出最佳方案和方案中的薄弱环节 ,作为方案优选和改进措施的方向性依据     

基于先验信息的多假设模型中断航迹关联算法

针对经典的中断航迹关联算法在机动目标环境下航迹预测准确性差、关联效果恶化严重的问题,提出基于先验信息的多假设运动模型中断航迹关联算法。所提算法充分利用目标属性、目标运动特征、使用场景等先验信息,基于多假设思想,建立多种可能的目标运动模型并实施航迹预测,基于位置和速度信息的模糊相关函数描述预测航迹与新起始航迹的模糊匹配关系,最后基于多项式拟合原理连接满足关联关系的新、老航迹。经仿真验证,在中断区间目标发生机动运动的条件下,所提算法的关联效果相对于经典的中断航迹关联算法有显著提升。所提算法对于复杂环境具有较强的适应能力,经50次蒙特卡罗仿真,在中断时间小于18个滤波周期条件下,机动目标的平均正确关联率达到90%以上,机动环境的全局关联正确率达到85%以上。     

侦察信息融合处理仿真系统的设计与实现

介绍了一种侦察信息融合处理仿真系统的设计和实现方法，该系统由战场剧情仿真系统、数据融合处理系统和数据库系统构成。其中数据融合处理系统是整个系统的关键部分，由基于jerk模型的机动目标融合跟踪模块、基于模糊推理的目标识别模块以及态势感知模块组成。系统模拟了主动雷达，被动雷达，敌我识别器，通信侦察设备等多种传感器对海空战场态势进行综合感知的信息处理流程，构建了侦察信息融合处理仿真系统，并对一个典型的战场场景进行了仿真实验。     

体系作战下巡航导弹的动态隐身

通过体系作战下的系统作战仿真平台, 利用强化学习方法实时调整巡航导弹航迹, 实现面对敌方传感器的动态隐身。以巡航导弹突防美军“海军综合防空火控”系统为典型作战场景, 基于体系作战仿真平台设计了一种引入动态预警威胁和拦截脱靶量的奖励函数, 使用深度确定性策略梯度算法训练巡航导弹突防模型, 模型训练完成后巡航导弹通过感知预警机和拦截导弹的状态, 改变其机动轨迹以降低探测概率和提高拦截脱靶量, 达到动态隐身的效果, 进而提升其战场生存能力和突防能力。     

基于OFDM-LFM的弹载广域SAR成像距离模糊抑制

高弹道弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)在对中大型舰船目标进行广域成像时,其高弹道高度和高机动速度特性使图像易产生多重距离模糊,图像质量严重恶化。针对这一问题,提出了一种基于正交频分复用线性调频(orthogonal frequency division multiplexing-linear frequency modulation, OFDM-LFM)信号的正交波形设计方案,该方案采用Bernulli映射的混沌调制序列,对OFDM-LFM信号基进行频率调制,降低了信号的互相关峰值电平和自相关峰值旁瓣电平,进一步提高了发射脉冲间的正交性,且该调制方式可产生多个相互正交的波形,以解决多重距离模糊问题。目标成像仿真结果证明,混沌序列调制的OFDM-LFM信号可有效抑制弹载广域SAR成像的距离模糊。     

基于ELECTRE的航天测控方案评价方法

针对航天测控方案评价问题,通过对航天测控中心的实际调研,归纳出 航天测控方案评价的基本原则,从测控方案的均衡性、集中性和效益性三个 方面建立了评价指标体系. 然后设计出一种基于ELECTRE的测控方案综合评价方法,并提出了测控方案的改进流程及方法. 最后通过实例仿真,表明提出的评价指标和改进方法能够为测控方案的选择和改进提供有效的参考依据.     

ADAPTIVE PRACTICAL OUTPUT MANEUVERING CONTROL FOR A CLASS OF NONLINEAR SYSTEMS

This paper deals with the adaptive practical output maneuvering control problems for a class of nonlinear systems with uncontrollable unstable linearization. The objective is to design a smooth adaptive maneuvering controller to solve the geometric and dynamic tasks with an arbitrary small steady tracking error. The method of adding a power integrator and the robust recursive design technique are employed to force the system output to track a desired path and make the tracking speed to follow a desired speed along the path. An example is considered and simulation results are given. The proposed design procedure can be illustrated by the use of this example.     

基于鲁棒精确微分器的分数阶滑模制导律设计

针对具有碰撞角约束的机动目标拦截问题, 提出一种有限时间收敛的分数阶终端滑模制导律。首先, 建立二维平面的导弹目标相对运动模型。其次, 分别选择分数阶滑模面和分数阶趋近律, 设计分数阶终端滑模制导律, 并对制导系统的有限时间稳定性进行了证明。同时, 为准确获得目标机动信息, 提出一种基于鲁棒精确微分器的目标机动加速度估计方法, 对制导律进行补偿。最后, 通过与相关制导律的对比仿真, 验证了所提分数阶终端滑模制导律具有较高的制导精度, 同时可有效抑制滑模抖振。