C4ISR/武器系统设计与开发的系统性能建模

本文论述进行模型和离散事件仿真开发的有效过程，这是系统工程设计工作的一部份，用以支持指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、侦察(C4ISR)和武器系统开发。在系统的整个寿命周期应用建模和仿真技术已经被明确为防御采购改革的一个要素，并经证明在减少费用、降低风险、提高系统性能方面卓有成效。为提议的系统开发一种可执行模型，包含功能结构、过程模型、规则和数据表示，以保证设计概念达到功能要求。当该项工作深入到体系仿真或部件仿真阶段时，就可能评估系统性能。一种系统虚拟模型可用来检测这些特征并验证是否满足运行要求。本文为开发系统性能模型和仿真，包括提醒项目管理者注意的关键领域进行逐一讨论。     

基于Agent的分布式海上编队防空作战仿真体系

现代海战中,对空防御已经成为水面舰艇编队防御的主要内容.针对舰艇在整个编队防空体系中的角色,开发了自治/半自治CGF兵力,提高了战场对象描述的智能化水平和逼真度,在应用中将聚合级CGF作为一个联邦成员加入到平台级作战仿真应用中,整个仿真系统采用开放型设计,可以方便地嵌入各种算法和数据融合.研究表明:所开发的CGF联邦成员提高了海上编队防空作战仿真的通用性和建模工作的效率.     

综合火力/飞行控制系统的分析与设计

本文利用经典控制与现代控制理论相结合的方法,分析、设计了一种复杂的时变非线性随机控制系统——空一空射击模态的综合火力/飞行控制(IFFC)系统。文中给出了飞行控制系统的构成与设计结果,建立了一种基于惯性座标系的指挥仪型火控解算模型,讨论了火飞耦合控制律的构成特点,设计了目标状态估值的卡尔曼滤波器,最后进行了整个IFFC 系统的数字仿真。大量仿真结果,特别是空战状态下飞机倒飞机动模态的自动进入和退出,表明了本文所设计的IFFC 系统具有良好的性能和一定的实际意义。     

从系统工程视角看无人机自主控制系统

提升无人机的自主控制能力可有效提高无人机在复杂对抗环境下的作战性能。系统工程是指导复杂系统研制的有效手段,采用系统的思维方法,关注系统的整体效能优化实现。系统工程覆盖复杂工程型号生命周期的全流程活动,包括概念论证、工程开发、生产制造、使用服役、综合保障以及系统退出等过程,能够为系统开发中各工程技术的应用,跨专业工程合作以及项目管理建立切实的技术路径。无人机外部应用背景环境与内部体系结构相互交联,是一个典型的"系统之系统"(Systemof Systems)。无人机自主控制系统是跨域、跨平台的复杂"系统之系统"。本文从系统复杂性出发,介绍了无人机系统组成、自主控制系统以及无人机自主能力等级,以期为无人机自主控制技术的发展提供参考和借鉴。     

空—空综合火力/飞行控制系统(IFFCS)的设计

本文研究综合火力/飞行控制系统的设计问题,在国内首次提出了一套设计空——空IFFC系统的比较系统有效的方法。本文成功地建立了IFFC系统设计中所涉及的诸子系统的模型并根据设计需要进行了简化,从而得到了一组比较合理的,具有纵侧分离性质的线性模型。为了使所设计的系统在各种限制下具有良好的动态性能,同时也为了控制规律设计与实现的方便,本文根据模型特点,提出了控制系统抗干扰设计的“强可控/弱可控”子系统分离设计的方法,这一方法是适用于一类线性系统设计较为一般的方法,它在IFFC控制器设计中的应用大大简化了调参规律并较好地解决了控制大小限制与Robust性的矛盾。整个设计对Robust性给予了充分的重视,文中给出了线性系统在非线性时变摄动下保持稳定的一个摄动界,利用这一结果研究了系统的时变摄动下的Robust性。仿真结果表明本文提出的方法设计的系统具有良好的Robust性和满意的时域特性。     

某导弹训练器多媒体视景仿真的设计与实现

本文首先概述了多媒体和虚拟现实技术在计算机仿真中的应用背景,进而从一个应用需求出发,详细阐述了某导弹模拟训练视景仿真整个系统及各部分的功能及实现方法,最后给出了仿真效果和仿真结果的现实意义。     

防空导弹武器系统攻防对抗仿真

由于来袭目标的特珠性和技术飞速的发展,作为纯防御性武器的地（舰）空导弹武器系统已成为各类导弹中最为复杂的武器系统,并且变得越来越复杂。很显然,传统的设计方法不能满足现代武器系统发展的需要,因此,无论是规划或设计一种新型号、还是改造一种老型号,不得不借助于仿真研究。计算机技术的广泛应用使彻底改变设计和研究方法成为可能,计算机仿真不但可以大为简化设计过程、节省试验经费和研制周期,而且也使研制过程更加科学化和精确化,它为提高武器系统的作战效能和效费比提供了基础,成为有效而又经济的研制试验方法。本文力图从防空导弹系统功能仿真入手,建立防空导弹攻防对抗模型,文中描述了攻防对抗仿真的设计思想和模型结构,为开展战术应用仿真,系统方案设计提供了定量评估系统性能的手段。     

基于数据分发服务的无人机任务载荷综合仿真平台研究

现代无人机在军用、民用等领域都有着越来越广泛的应用,而载荷是无人机完成特定重要任务的必要设备,对载荷设备的选型和验证是非常重要的一个环节。针对无人机载荷选型以及载荷试验过程复杂、试验周期长、试验成本高的问题,设计了一种基于数据分发服务通信技术的无人机任务载荷综合仿真平台。该平台以载荷仿真为主体,同时结合任务仿真、通信仿真、飞行控制仿真以及效能评估,实现了多系统分布式联合仿真,可以有效对载荷设备进行仿真验证。介绍了该仿真平台的系统架构以及系统工作流程,并对平台实际应用效果进行展示分析。研究表明,本套仿真平台为后续无人机研发提供了新思路、新工具。     

【专题】从系统工程视角看无人机自主控制系统

提升无人机的自主控制能力可有效提高无人机在复杂对抗环境下的作战性能。系统工程是指导复杂系统研制的有效手段,采用系统的思维方法,关注系统的整体效能优化实现。系统工程覆盖复杂工程型号生命周期的全流程活动,包括概念论证、工程开发、生产制造、使用服役、综合保障以及系统退出等过程,能够为系统开发中各工程技术的应用,跨专业工程合作以及项目管理建立切实的技术路径。无人机外部应用背景环境与内部体系结构相互交联,是一个典型的“系统之系统”（System of Systems）。无人机自主控制系统是跨域、跨平台的复杂“系统之系统”。本文从系统复杂性出发,介绍了无人机系统组成、自主控制系统以及无人机自主能力等级,以期为无人机自主控制技术的发展提供参考和借鉴。     

自动性能监测增强“海狼“潜艇控制维修性

本文讨论了为增强可维修性而加入“海狼”舰艇控制系统中的各种能力,并如何证明研制和最初的服役过程中它们是有效的,这些能力包括自动性能监测以及故障定位功能(PM/FL),还有一台具有I/O监测功能的维修计算机,用于排除系统故障。 这种PM/FL方法的成功为未来潜艇和水面舰艇带来了巨大的希望,它将使操作和进行舰船控制的舰员数量减少。但是这种PM/FL功能也是需要代价的;确定,开发和测试PM/FL所需要的复杂的决策算法是困难的。还应注意,“海狼”的有效性直接归因于容错设计中的冗余能力。 本文介绍了这种方法怎样从早期潜艇演变而来,迄今为止和有关“海狼”(PM/FL)测试和“海狼”潜艇控制维修的一些经验。本文也概括了系统的设计,讨论了有助于有效维修的容错结构的特点。叙述了在制定PM/FL规格、设计和进行彻底的鉴定过程中所遇到的困难。对未来的系统如何从自动维修性能中获益也作了一些推测。     

车内嵌入式仿真系统研究

本文介绍了车内嵌入式仿真系统概念的产生及其优越性。提出一种利用现代总线技术实现车内嵌入仿真系统的设计思路,并对具体模块的功能和实现方法进行了论述。指出了随着仿真技术的发展和部队训练需要的增长,车内嵌入式仿真系统有着良好的发展应用前景。     

红外成像制导反舰导弹模块化数字仿真

模块化仿真可将整个复杂大系统划分为若干子模块.分别对各个模块进行仿真,使得整个仿真过程变得简便易行;另外,其面向对象性质可使整个系统更具灵活性和可移植性.将模块化仿真思想用于红外成像制导反舰导弹的仿真中,实验结果证明该方法是可行有效的.     

实时仿真管理程序(SFZG)

在实现7911动态飞行仿真实验室的工作中,我们设计了这套实时仿真系统的管理软件。它实现对系统运行的控制,同时还具有方便系统运行的操作,人—机交互,系统调试等功能。SFZG是一个具有一定通用性的程序系统,反映了实时仿真系统的一般运行过程。本文简要地介绍了系统的工作原理,程序结构和它所提供的功能。     

车辆悬挂系统的主动优化控制器设计及仿真

基于特征结构配置参数化结果,提出了车辆悬挂系统的主动优化控制器设计方法。该方法直接基于车辆悬挂系统的参数矩阵,便于工程应用。车辆悬挂系统的仿真实例表明所提主动优化控制器设计方法简单且有效。     

装备抢救仿真训练技术研究及系统开发

针对装备抢救实装训练方式组织难度大、训练成本高的问题,研究了装备抢救仿真训练技术及其基本流程,包括装备抢救训练科目生成、装备抢救方案选择、装备抢救方案实施、装备抢救效果评估等4个环节;设计了装备抢救仿真训练系统的基本结构,包括抢救环境建模子系统、抢救动作设置子系统、仿真训练应用子系统等3个组成部分;最后介绍了本仿真训练系统的实际应用情况。应用表明,该仿真训练系统可有效模拟装备的实际抢救过程,尤其适用于平时难以开展的装备抢救训练科目。     

综合火力/飞行控制空对空射击模态研究

本文对综合火力/飞行控制空对空射击模态进行了理论上的探讨。建立了综合火力/飞行控制系统的数学模型;进行了侧向耦合控制器的设计;并对所设计的系统进行数字仿真,仿真结果表明整个系统具有良好的性能。     

基于 OSG 的战场态势仿真系统的设计与实现

本文以战场态势信息的三维实时显示为需求,首先根据模块化设计思想,在OSG框架下分析了战场态势的仿真流程,然后详细阐述了实体显示、轨迹显示、标注信息显示的实现方法,最后对所设计的模块进行集成,实现了一个战场态势仿真系统。通过仿真结果表明,本系统的可视化效果好、实时性高、沉浸感强,在未来的信息化战争环境下有着重要的应用价值。     

雷达对抗仿真推演系统的组件化设计与实现

为了提高雷达对抗仿真推演系统的可扩展性、可重用性,以适应现代战场的应用需求,对其进行了组件化的设计与开发。首先,分析了雷达对抗仿真推演系统组件化设计的基本思想,给出了组件化仿真系统的开发流程,在此基础上,分别从功能需求分析、仿真架构设计、仿真组件开发,系统集成运行等4个方面对组件化雷达对抗仿真推演系统进行了分析与设计,最后给出了运行实例。实践表明,这种开发模式是有效可行的。     

短波数据通信中分集接收技术的研究

分集接收技术是克服快衰落的有效方法之一。本文针对新的短波快速数据传输系统,提出了相应的分集接收方案。对所提出的空间分集方案和最大比值合并算法首先进行了计算机仿真,给出了在不同测试条件下的仿真结果。该方案已应用在短波快速数据传输系统,中实测结果表明该方案有效可行。     

Simulink/Stateflow的AUV群体协作合同网快速原型仿真

基于合同网的AUV群体协作系统是一个混合系统,既包括合同网任务分配这一离散事件驱动模型,又包括AUV运动学模型.在研究合同网任务分配方法的基础上,提出了基于Simulink/Stateflow的AUV群体协作合同网快速原型的建立与仿真方法,实现了基于Stateflow的合同网任务分配模块与基于Simulink的AUV运动学模块的混合仿真,并给出了有、无合同网的仿真对比.仿真结果表明,该方法能够简单、快速和形象地模拟AUV系统的协同作业过程,是验证任务分配方法和分析效能的有效手段.