遗传算法在航迹优化中的应用研究

提出一种基于遗传算法的航迹优化方法．主要是用遗传算法设计优化了一类巡航导弹航线．在此过程中根据所设计航迹要满足避开地空导弹、高炮、歼击机群、电磁脉冲等火力单元和地形地物障碍,并且满足航迹路径长度短、耗油量少等约束条件,对航迹优化提出了一种算法和一个航迹规划代价评判模型．建立了一个基于VC^＋＋和MATLAB软件平台开发的巡航弹航迹优化仿真软件．经仿真实验证明该方法典型性强,处理的信息量小,实时性也较好,具有一定的理论和使用价值．     

基于神经网络的多四旋翼保性能编队控制

针对多四旋翼编队飞行过程中存在的参数和外界扰动不确定性导致编队系统不稳定问题,设计了一种多四旋翼分布式神经自适应动态面协同编队控制方法。采用学习维数低、实时性强的最小参数学习神经网络观测器,实现对四旋翼位置回路和角度回路未知非线性干扰的快速平滑学习与补偿。利用预设性能控制方法将原先受约束的同步误差经转换函数变换为不受约束的误差,解决协同编队中的位置一致性控制问题,确保各四旋翼位置跟踪同步误差能够按照预设的收敛速度、超调量及稳态误差收敛至期望的区域。仿真实验表明,所提多四旋翼协同抗干扰编队方法在较大扰动环境下仍能达到良好的控制效果。     

基于Backstepping的非线性船舶航迹跟踪控制器设计

针对船舶动态存在大惯性、时滞、非线性等特点,和船舶航行中易受海风、海浪、洋流等环境因素的影响的问题,考虑三自由度非线性船舶运动数学模型。基于Backstepping设计思想,设计了具有全局渐近稳定的船舶航迹跟踪控制器。Simu-link仿真结果表明,船舶实际航迹能够跟踪期望航迹,达到了满意的控制效果,验证了所设计控制器的有效性。     

面向战役级目标态势生成的航迹关联算法

针对战役级目标态势数据量大、信息源数量多、采样频率各异、探测误差差异大、目标属性特征存在误判等问题,基于多尺度航迹聚类提出了一种面向战役级目标态势生成的航迹关联算法.首先利用等距滑动窗口均值滤波剔除目标异常数据点、降低传感器误差引起的数据抖动,重新估计目标航速和航向;然后综合目标量测数据的多维特征提出了一种轨迹相似性距离;最后基于该距离,分阶段进行基于多粒度网格聚类的粗聚类和基于密度聚类的精聚类完成目标数据关联判断,综合聚类结果和离群点得到关联结果.实验表明:提出的方法在战役级目标数据环境下,数据处理容量、关联正确率、身份异常稳定性等方面较现有航迹关联算法有一定的提升,适用于战役级目标态势生成应用.     

精细指数积分法在卫星编队飞行动力学中的应用

编队飞行卫星间的距离远小于卫星的轨道半径, 其动力学方程表现为弱非线性。针对弱非线性方程的求解, 提出精细指数积分方法, 用精细积分法求解指数积分方法中的指数矩阵。用精细指数积分法和Runge-Kutta方法, 在不同条件下求解弱非线性方程的算例, 验证了精细指数积分法的有效性。通过Lagrange方程, 建立卫星编队飞行动力学方程的半线性形式, 用精细指数积分方法与Runge-Kutta方法求解方程。数值计算结果表明, 与同阶的Runge-Kutta求解弱非线性微分方程相比, 精细指数积分法具有更高的精度, 为卫星编队飞行动力学仿真提供了一种有效的数值算法。     

基于前景理论的编队作战决心方案优选研究

针对信息化条件下编队指挥所的作战指挥决策问题,对编队作战指挥决策行为进行了分析,旨在为贴近实战解决不确定条件下的编队作战指挥决策问题探索新的途径。在此基础上,运用前景理论,研究了定下作战决心的风险决策问题。首先,给出了编队指挥所的作战指挥决策流程,基于此用数学形式描述了编队作战决心方案优选问题;然后,依据前景理论的决策框架,对所描述的问题进行求解方法研究,从而提出了基于前景理论的编队作战决心方案优选方法;最后,通过案例分析说明了所提方法的有效性。     

具备有限维修能力的舰船编队保障方案优化

以舰船编队维修保障资源优化为研究背景,在VARI-METRIC理论基础上,拓展了“无限维修总体”的假设条件,根据M/M/c排队论,建立了有限维修能力约束下的舰船装备可用度评估模型。以保障费用为优化目标,在装备可用度指标约束下,采用边际优化算法,对出航前舰船编队维修保障资源进行综合优化。通过任务想定,给出了优化结果,并对其进行了分析,结果较为合理。研究结论能够为装备保障管理人员制定保障方案提供决策支持。     

基于摄动的不稳定编队协同控制系统仿真

编队卫星构形精确保持是实现分布式卫星任务的关键技术。基于摄动对编队相对轨道构形的影响,针对卫星轨道半长轴有偏差的不稳定编队,设计了一种基于视线测量无主星编队的循环协同控制系统。编队中每一颗卫星跟踪自己轨道前方邻近卫星,产生一个视线测量矢量,编队的第一颗卫星追踪最后一颗卫星,产生循环编队,将编队卫星之间的视线距离作为反馈控制量来实现队形控制,文章给出了相对摄动力方程和控制系统的仿真算例,仿真结果表明,该循环协同控制系统能够实现队形控制的稳定性。     

高空高速飞行器侧向机动制导律研究

提出了一种面向高空高速飞行器的侧向机动能量较优制导律.首先建立了飞行器侧向机动模型,推导了侧向机动能量最优制导律,并进一步得出侧向机动制导律能量最优条件下的初始航向角限定区间;同时证明了CNG(Circular-Navigation-Guidance Law)是初始航向角取该区间内特定值时的能量最优制导律,然后基于CNG基本思想,设计了一种针对大范围初始航向角下的侧向机动能量较优制导律.飞行器作侧向机动时,在限定区间内,能耗最优;在限定区间外,能耗次优.理论分析和仿真实验表明所设计制导律在保证能耗较优的同时还具有位置和角度误差小、稳定性好等优点.     

战斗机编队协同作战效能评估研究

在分析了编队协同作战特点的基础上,利用层次分析方法建立了编队协同作战效能评估指标体系。重点研究了信息优势、决策能力、协同能力和攻击能力对编队协同作战效能影响,并建立了这四个指标的评估模型。接下来,利用成对比较矩阵计算出了准则层中各因素的权重系数。最后对分别红蓝编队协同空战的作战模式进行了作战效能仿真分析。

Abstract：

Based on the analysis of formation cooperative combat＇s characteristic,the effectiveness evaluation frame of formation cooperative combat was established by AHP. The factor that can influence the effectiveness of formation cooperative combat was emphatically studied. At the same time,the model of information predominance,decision-making capability,cooperative capability and attacking capability was established. Then,the weight of each factor was figured out by compare matrix. At last,the combat effectiveness evaluation of formation cooperative combat about red and blue was carried out.