基于指标关联的舰载机出动架次率预测方法

舰载机出动架次率作为衡量航母战斗力的关键指标，对航母-舰载机系统的安全高效运行十分重要。建立根据实时数据预测当前出动架次率的模型，将会为航母指挥官的实时调度提供重要参考。首先，从指标原始数据出发，基于大数据关联度分析、社区发现及主成分分析法，确定指标之间的树状关系，从而建立稀疏深度神经网络。同时，为了保证更好的训练效果，选取标准化、L2正则化、Adam优化器作为神经网络的优化算法进行训练。仿真结果表明，在航母舰载机持续性出动任务下，所提方法能够实现对舰载机出动架次率的快速、准确、实时预测。     

基于闭排队网络的飞机出动架次率分析

提出一种基于排队理论的解析方法用以计算作战飞机的出动架次率.首先建立作战飞机出动回收过程的闭排队网络模型,该排队模型不同的服务中心之间可以共用同一种服务器.然后改进了平均值分析(MVA)方法,用以分析该闭排队网络模型,获得了作战飞机的出动架次率,用以辅助作战指挥人员决策.同时分析了其它性能指标,如各个服务中心的飞机排队...     

基于多主体的舰载机综合保障过程建模方法

针对舰载机面向作战任务的实时动态的综合保障需求,提出了基于多主体的舰载机动态保障模型。系统分析了舰载机使用保障与维修保障的基本过程,探讨了其有限资源约束下的动态调度特征。建立了三层混合控制的多主体模型架构,保证模型具有足够的柔性与收敛速度。重点考虑保障过程中主体（Agent）间合作博弈特征以及故障等系统扰动的影响,提出了一类基于合同网的交互协商机制,以提高Agent间的协商效率,并尽可能消除重调度的影响。给出了Agent的个体抽象原则,并定义了可扩展的Agent内部结构。在此基础上,给出了舰载机动态保障的有限资源调度算法。最后以舰载机的战备完好性指标单位时间出动架次为优化目标,选取舰载机的典型任务模式对模型进行了验证。     

基于HPSO算法和GA的舰载机甲板布放方法比较

以戴高乐航母为研究对象,基于不同优化算法,对其舰面舰载机布放问题的解决方法进行比较,以此作为解决其他类型航母同样问题的参考。首先,分析了解决舰载机舰面布放调度问题的先决条件,包括舰面战位的设置;各战位间距离的测量计算;舰载机正常的出动流程分析;舰载机出动时间计算公式的设计。其次,将舰载机舰面布放调度问题转换为带有约束条件的多目标函数求最小解问题,并给出了数学模型。再次,给出了利用改进的粒子群优化 (honeybee particle swarm optimization,HPSO)算法和遗传算法(genetic algorithm,GA)对问题求解的解决思路。最后,对两种算法50次独立运算的结果,分别从平均最短出动时间、平均最短移动距离、标准偏差以及算法的收敛性和精确性等方面进行比较。结果表明,HPSO算法较GA更适合于解决该布放问题。     

舰载机牵引系统甲板调运避碰路径规划

针对舰载机牵引系统的甲板调运过程,提出了一种适用于复杂障碍物环境中不规则形状目标的路径规划方法。针对舰载机外轮廓特点,建立了目标的凸构型描述形式,并推导了多目标间碰撞检测及距离计算方法,在此基础上提出了舰载机牵连运动的轨迹跟踪控制算法,同时引入行为动力学方法实现牵引系统的避碰路径规划。为提高复杂环境下的避碰能力,基于广义符号阈值函数,提出了避障行为策略改进方法。仿真结果表明,本文提出的算法能够有效地解决舰载机牵引系统的避碰路径规划问题。     

基于HTLBO算法的舰载机机群机库维修任务调度

舰载机机库维修能力是制约舰载机机群可用度乃至出动、作战能力的关键要素,为提升舰载机机库维修效率并减轻传统人工制定维修计划的负担,研究了舰载机机群机库维修任务调度方法。首先,系统分析了舰载机机群机库维修任务调度的作业流程模式,基于维修资源约束,面向实际维修任务需求,提出了将舰载机机群波次可用度指标和机库维修人员负载均衡性指标作为分层优化目标,建立了舰载机机群机库维修任务调度模型。其次,将模型抽象为多技能资源受限项目调度问题,提出了基于资源约束推进的串行调度机制,并设计了混合教与学优化算法。最后,通过设计仿真案例和算法对比,验证了模型和算法的可行性与有效性,所提出的混合教与学算法具备更好的收敛速度和优化性能,有一定的工程借鉴意义。     

基于区域划分的反舰导弹航路规划算法

针对反舰导弹(anti-ship missile, ASM)传统航路规划中难以兼顾巡航安全和快速抵近目标的问题,提出了基于区域划分的航路规划算法。首先,依据目标点和战术区中心点相对位置关系分别建立“远离威胁战术区”和“抵近目标战术区”模型。然后,在威胁战术区采用Dijkstra算法计算Voronoi图的最短航程并进行自适应折线化处理;在目标战术区采用二叉树算法快速规划最短航程\最少转向点航路。仿真结果表明,所提方法相比Voronoi图的路径参数更加优化,相比二叉树算法更加安全,同时生成的航路规划网能够为多枚导弹协同攻击提供全局性航路参考。     

考虑保障装备可用度的舰载机作业调度优化

为了在保证较高水平的保障可用度前提下提高舰载机出动效率,提出一种支持可用度约束的统计优化模型及其对应的启发式求解算法.能够同时生成舰载机的保障作业调度方案和保障装备计划性维护的时间安排,并通过基于仿真的优化方式,在启发算法的适应度评价中增加对视情维修和事后维修的仿真,提高了舰载机作业调度方案的鲁棒性.仿真结果表明,所提...     

基于质量屋的顾客需求权重确定方法

通过定义工程特性的计划改进水平、实际改进水平与工程特性修正权重等概念，提出了工程特性改进水平规划模型，并在此基础上建立了顾客需求权重评估模型。该模型能够从不同顾客的需求权重信息中提取统一的顾客需求权重，优化工程特性改进水平，使设计的产品能够满足或者超过目标市场中所有顾客的期望满意度，并利用同一资源实现多种设计目标。仿真研究表明，该模型有效的、可行的。     

舰载机出动离场调度优化算法

出动离场调度是舰载机起降作业中关键一环, 可抽象为NP(non-deterministic pdynoial)难问题的混合车间调度问题。首先，在传统数学规划模型基础上, 引入逻辑约束及间隔变量, 建立了约束规划模型。然后，通过调度分解技术构建多机调度转化为单机调度的启发式规则, 并提出了单机约束引导启发式搜索与约束规划二分法迭代算法, 给出了问题的求解流程。算例仿真表明, 约束规划可有效解决不同规模下的离场调度, 并快速收敛到阈值内; 在中小规模出动时, 所提算法效率比传统智能方法提升约2个数量级, 具有较强实时规划能力, 但随着实验规模增大算法收敛时间呈线性变化趋势, 而在本文研究范围内仍优于传统智能算法, 具有良好实用价值。最后，用起飞位数量对出动效率进行灵敏度分析, 发现C2起飞位对出动效能贡献最大。     

基于非线性动态逆滑模的纵向着舰系统设计

通常发生的舰载机进舰着舰事故中,大多数是由于舰载机纵向航迹控制不好导致的。因此,针对着舰过程中的舰载机非线性运动模型,考虑舰尾流扰动的影响,提出了一种基于非线性动态逆的滑模控制方法,应用在纵向着舰系统的3个控制回路的设计中,来解决精确控制飞行轨迹的问题,并进行了航迹纠偏测试。最后,仿真结果表明,所设计的纵向着舰系统具有较强的鲁棒性和快速跟踪性,提高了舰载机着舰航迹精度,减少了下滑轨迹误差,满足了美国海军安全着舰指标要求。     

倾转旋翼飞行器无模型自适应姿态控制

采用余弦加权分配法克服了控制操纵冗余问题,采用内/外回路控制结构解决了通道间耦合问题,实现了不同飞行模式下飞行控制系统统一建模。针对无人倾转旋翼飞行器动力学模型难于准确建立问题,引入伪梯度向量和伪阶数,应用无模型自适应飞行控制策略,使飞行控制系统对存在动力学特性非线性、时变性和未建模部分的被控对象具有更强的自适应性和鲁棒性。仿真验证了无模型自适应控制器的自适应性和鲁棒性优于比例〖CD*2〗积分〖CD*2〗微分控制器,给出了倾转旋翼飞行器由直升机模式到过渡模式再到飞机模式的全过程仿真,验证了无模型自适应控制器能够应用于倾转旋翼飞行器飞行控制系统设计,为无人倾转旋翼飞行器飞行控制系统设计,提供了一套新的控制系统设计方法,便于工程实现。     

基于主成分约简和突变级数的舰载机出动能力综合评估方法

由于影响舰载机出动的因素复杂多样,且具有层次性、矛盾性和相关性等特点,因此利用主观的层次分析法难以准确获得客观的评估结果。为此,提出一种基于主成分约简与突变级数相结合的两级综合评估。首先,采用主成分约简,将相关的指标转换成相互独立分量,并根据贡献度确定主分量。其次,利用突变级数对约简后的主分量进行处理,实现两级综合评估。最后,以“尼米兹”航母高强度演习为例,对舰载机出动能力进行综合评估,将所得结果与层次分析法相比较,验证给出方法的有效性和可靠性。该方法易实现,消除评估指标之间的相关关系的影响,不用权重,大大减少评估的主观性,解决传统的评估方法对矛盾目标难以处理的问题。     

基于Petri网的基层级多机种通用性维修保障设备优化配置

多机种战时的出动架次系统是一个复杂的离散事件系统,适合运用Petri网理论对其进行建模。本文运用Petri网理论构建多机种战时的出动架次模型,应用着色Petri网(coloured Petri nets,CPN) Tools软件仿真模拟基层级的维修保障过程,重点分析通用性维修保障设备的配置对多机种同场次出动架次率的影响,并以多机种的出动架次率为优化目标,获得通用性保障设备的最优配备比(保障设备数:飞机数),最后对影响多机种出动架次的因素进行敏感性分析。同时对优化配置模型进行了案例验证,可为作战部门进行保障设备数量的最优化配备提供有效的理论支持。     

航空公司机队的鲁棒性规划启发式算法

为了解决传统机队规划方法无法反映机队运营鲁棒性的缺陷, 针对单基地线性航线结构运营模式特点, 以基地机场配置机型数最小为目标函数, 考虑"航班节"机型分配成本限制, "航班节"机型分配唯一性限制, 所选机型最少飞机数限制等条件构建机队的鲁棒性规划模型, 并结合唯一竞争机型限制为模型设计启发式算法. "39个航班节, 6种候选机型"的案例分析表明: 传统机队规划法所得出的机队构成中有3种机型, 而由机队的鲁棒性规划法所得出的机队构成中机型数仅为2种, 且机队构成能够很好的适应市场需求的波动, 因此算法可行.     

舰载机着舰航线侧方计时建模与分析

为了提高航母回收舰载机的成功率,针对舰载机在着舰航线的顺风飞行距离精准问题,进行侧方计时研究。考虑航母航行使下滑道距离变长,舰载机顺风边飞行时自然风速使地速变大,自然风对舰载机下降转弯产生漂移影响,基于飞行动力学理论,建立了舰载机在着舰航线上侧方计时的数学模型,并对此模型进行数值模拟分析。结论如下:本模型适合于不同重量、不同挂载、不同型号的常规起降方式的固定翼舰载机在着舰航线上进行侧方计时的计算。     

基于航班机型分配的机队规划启发式算法

为了解决传统机队规划方法无法准确反映航空公司运营环境的问题,从航班机型分配的角度为航空公司设计机队规划算法,其基本思想是:给定候选机型以及航空公司生产运营环境(航线网络、航班计划、航班订座需求和平均票价水平),利用航班机型分配寻找最优的机队配置方案.将航班机型分配描述为时序网络图中的网络流问题,以“航班节-航班机型分配”成本最小为目标函数,机队中有且仅有一种竞争机型,被选用机型最低飞机数为约束条件设计模拟退火算法.仿真结果表明:对规模为13个航班节,7种候选机型的问题,算法平均运算时间为5.42秒,结果稳定且高效可行.     

图像自寻的火箭弹侵彻航母仿真分析

图像自寻的火箭弹侵彻航母效果是其作战使用的重要依据。根据弹丸与航母特性构建其几何等效模型与仿真模型,并运用LS- DYNA进行数值仿真;通过对仿真结果的破坏形貌与贯穿极限速度进行验证,表明模型符合实际;利用所建模型进行了不同条件下的侵彻仿真,并根据弹丸的加速度极值分析了其整体受力过载情况,通过对采集的部分关键点进行分析,获取了弹丸局部应力应变情况及其对飞行甲板和舰岛防护板的破坏效果。结果表明,火箭弹对飞行甲板的侵彻性能较好,但对舰岛侵彻效果有限。     

倾转旋翼飞行器飞行力学建模及验证分析

为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,考虑旋翼挥舞运动、采用有限状态尾迹模型描述旋翼诱导速度,进而建立旋翼气动力数学模型;考虑旋翼/机翼/干扰,建立相应气动力数学模型;针对倾转旋翼飞行器操纵冗余问题,建立了适用于全模态的操纵策略数学模型。最后以通用倾转旋翼飞行器数学模型和飞行试验数据,对建立的数学模型进行验证。仿真结果表明建立的飞行动力学模型具有良好的精度,适用于飞行动力学其他问题的分析研究。