基于PSO算法的脉冲修正弹控制参数优化*

针对脉冲修正弹自身控制离散不连续特征,开展了脉冲修正弹脉冲控制参数优化设计方法研究。考虑到脉冲成本和精度的双重要求,选择以脉冲发动机工作次数和脱靶量最少为双目标函数,并在风干扰的条件下,提出了以脉冲控制时间间隔为离散脉冲控制参数设计变量建立优化模型,以此发展了一种改进型递减惯性权重粒子群优化脉冲控制参数的方法,提高了修正参数优化收敛速度。仿真结果表明,该算法能快速有效地获得最优解,为在干扰条件下寻找最优的脉冲修正参数和脉冲工作方式提供了一种优化设计思路。     

脉冲修正弹控制参数粒子群优化算法

针对脉冲修正弹自身控制离散不连续特征,开展脉冲修正弹脉冲控制参数优化设计方法研究。考虑到脉冲成本和精度的双重要求,选择以脉冲发动机工作次数和脱靶量最少为双目标的函数。在风干扰条件下,提出以脉冲控制时间间隔为离散脉冲控制参数设计变量建立优化模型,以此发展一种改进型递减惯性权重粒子群优化脉冲控制参数的方法,提高修正参数优化收敛速度。仿真结果表明:该算法能快速有效地获得最优解,为在干扰条件下寻找最优的脉冲修正参数和脉冲工作方式提供一种优化设计思路。     

中段反导火力单元优化部署研究

针对来袭的弹道导弹进行拦截的问题,分析了中段拦截的交战过程,建立简化的拦截弹的弹道模型。将拦截剩余时间,迎击角和拦截时来袭导弹的速度作为优化指标,依据拦截弹的拦截高度和拦截斜距,选定拦截弹可能部署的位置区域,并采用网格划分方式对该区域进行均匀离散化处理。对不同位置下的拦截弹的射击有利度进行分析,最后得出对于已知来袭目标弹道轨迹时的拦截弹的最优部署位置。为构建中段反导防御体系和多层反导防御体系提供了一种量化的计算方法,对反导作战具有一定的理论指导意义。     

一种基于蚁群算法的准动态防空武器分配算法

武器目标分配问题是一个典型的限制组合优化问题,旨在得到在整个防御阶段中针对目标函数的最优武器分配方案。分配算法主要分为静态和动态两大类。针对传统静态分配模型中存在的几点问题,提出了基于时间窗的准动态武器目标分配算法,该算法综合考虑拦截概率、拦截时间和武器耗费多个优化指标,并将该算法推广至多类防空武器的优化分配中。通过大量实验验证,该算法在性能、时间复杂度等方面均有较大优势,并且能较好地适应战场态势的变化,及时调整分配方案,具有很好的实用性。     

拦截弹推进及弹道参数的模糊优化研究

在拦截弹推进系统和弹道参数的设计中 ,引入多目标多约束的模糊优化方法 ,在约束条件一定的情况下 ,合理选择和分配几个重要的设计变量 ,使得拦截弹的总质量最小、拦截时间最短。     

截击机作战起飞规划分析

根据截击机在优化的目标分配形式下拦截效果的概率模型,导出了截击机在拦截多攻击机机群时的最优目标分配形式,研究了机场飞机起飞架数与机场战术、技术参数、机场飞机的战术、技术参数以及与攻击机的进攻态势之间的关系,确定了多机场飞机对多攻击机机群进行最优目标分配时所应满足的量化关系,给出的模型可对作战决策过程提供理论依据     

基于虚拟目标的反舰导弹的最优制导律研究

为了对抗敌方预警系统的跟踪、预测以及远程防空导弹的拦截,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道。将弹目相对运动分解为俯仰和航向两个平面内的运动,考虑了制导过程中能量消耗最小以及末端角度要求,分别设计了两个平面内的最优制导律。利用该制导律可以引导反舰导弹向大空域内任何虚拟目标进行变轨机动,从而实现了各种各样的大空域变轨弹道。只要虚拟目标参数设置合适,反舰导弹的各项性能指标均能满足要求。弹道仿真表明了所设计的最优制导律的有效性。     

声纳主动工况下拦截弹作战模型与能力研究

根据鱼雷报警声纳主动工况能够探测鱼雷距离和方位的特点,提出了悬浮式拦截弹的布放时机、拦截提前量和布放间隔的确定和优化问题。在分析悬浮式拦截弹作战过程的基础上建立了目标运动参数的滤波解算模型、布阵参数解算模型以及作战能力仿真模型。运用蒙特卡洛法仿真计算了采取不同布阵参数对不同舷角来袭鱼雷的拦截概率。通过结果分析解决了布阵参数的优化问题,为提高鱼雷报警声纳主动工况下悬浮式拦截弹的作战能力提供了理论参考和建议。     

"标准-3"拦截弹对机动弹头的拦截有效性分析

以"标准-3"拦截弹的多次拦截试验情况为参考,根据其能力及试验中的表现,分析其总体设计方案和各项性能参数,建立数学仿真模型.在研究海基导弹防御指挥控制流程、拦截弹动力学模型和仿真算法的基础上,对拦截具有机动突防能力的弹道导弹目标进行仿真分析.获得拦截弹对机动突防目标拦截有效性的仿真结果.分析仿真结果可知,拦截弹对机动弹头的拦截能力有限.     

点目标防御武器配系部署规划

针对点目标的战略防御问题,根据不同的作战想定设定单方向威胁的来袭目标和扇形威胁的来袭弹道导弹2种作战场景,对来袭的弹道导弹实施中段拦截。依据选定的拦截弹的特性以及来袭弹道导弹的特性,建立了拦截弹的空间杀伤区,以及对地面资产的防护区和防护角模型,并建立了2种场景防御体系下的武器阵地部署模型,并以综合拦截效能,对地面资产的防护角,以及部署费用等指标对模型进行了优化分析。通过具体的算例验证了部署模型方法的有效性。研究成果对中段反导作战应用具有一定的参考价值。     

拦截高速机动目标的最优制导律

对于远距离拦截高速、大机动目标,不仅拦截弧段长,拦截飞行时间也更久。拦截弹在飞行过程中的能量管理与优化问题,也是在拦截制导律设计时必须要考虑的问题。将非线性弹目运动关系降阶简化后,运用最优控制理论,将能量管理纳入考虑中,得出针对高速、机动目标的最优制导律,且可以满足终端碰撞角约束。通过引入分段线性和指数两种形式的阻尼,使得导弹在拦截高速高加速目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离变化,从而达到能量管理的目的。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

通用防空反导火力优化分配方法

针对通用防空反导实时火力优化分配问题,分析了火力分配原则,综合考虑资源约束、空间关系约束以及人工干预等约束条件,以拦截效能最大、消耗费用最小为目标建立火力优化分配模型,并详细设计了拦截效能和消耗费用的表示模型;在该模型基础上,设计了一种基于离散粒子群的优化求解算法;通过仿真验证了模型的合理性和算法的可行性,对通用防空反导指挥控制系统研制具有一定指导意义.     

高超声速滑翔目标拦截弹方案设计与弹道规划北大核心

针对高超声速滑翔目标的拦截问题,分析了拦截窗口、拦截方式以及毁伤方式等拦截问题,并提出了拦截弹总体方案及弹道规划需求;开展了拦截弹总体方案设计,设计了一种两级助推的拦截弹方案,确定了推进系统、操纵系统的总体基本参数,并完成了拦截弹气动外形设计与质心定位;构建了拦截弹弹道规划的分析方法和工具,根据设计约束开展了针对HTV-2高超声速滑翔目标的拦截弹道规划研究,采用粒子群算法对弹道进行了求解。结果表明:采用空基拦截的方式可达到预期的最大拦截速度,满足拦截弹拦截滑翔武器的速度约束指标;此外开展了该拦截弹拦截概率评估,确定了针对高超声速滑翔目标可采用分层防御的方式从多个拦截站依次拦截。     

HTK反导拦截弹瞄准点的一种优化选取方法

为提高HTK反导拦截弹命中、杀伤目标的概率,针对传统防空导弹瞄准点选取方法的不足,从拦截弹对目标杀伤概率的影响因素及其与拦截弹瞄准点之间的关系出发,引入拦截弹弹道分布特性、弹目遭遇条件、目标易损性等作为瞄准点位置的影响因素,根据使拦截弹获得对目标最大杀伤概率的思路,推导并提出了通常条件下基于目标易损区边缘的瞄准点优化选取方法。算例仿真结果及对比分析表明,HTK拦截弹运用该方法选取优化瞄准点、提高对目标杀伤概率是有效、可行的。     

用于拦截弹的弹上控制装置研制

弹上控制装置是拦截弹的重要组成部分,其决定了拦截弹是否可以对目标进行可靠拦截。弹上控制装置既要保证拦截弹运输过程中的安全性,又要确保拦截弹发射后的可靠点火动作。介绍了弹上控制器的设计内容、关键技术和研制过程中遇到的问题,重点介绍了双环境力解保设计方法,并对下一步的工作进行了展望。     

一种指挥控制系统中的目标优化分配方法

对现有的目标优化分配模型进行了分析,给出了防空指挥控制系统中目标优化分配的工程背景,在该背景下,对影响目标优化分配的因素进行了分析总结,给出了一种以拦截效能为效益函数的目标优化分配模型,对该模型进行了仿真验证.     

基于MAS的区域反导发射车协同拦截规划研究北大核心

发射车协同拦截规划是区域反导战术级目标分配后确定最优拦截方案的决策问题,对于直接提高拦截效费比具有重要意义。首先分析了协同拦截的物质基础、协同过程和协同特点,然后给出了基于多智能体系统(multi-agent system,MAS)的协同拦截规划模型、规划算法,最后计算了发射车可协同拦截次数,构建自适应协同拦截模式决策模型。开展基于MAS的区域反导发射车协同拦截规划研究,为实现发射车协同拦截规划顶层设计夯实坚实的技术理论基础。     

基于MAS的区域反导发射车协同拦截规划研究

发射车协同拦截规划是区域反导战术级目标分配后确定最优拦截方案的决策问题,对于直接提高拦截效费比具有重要意义。首先分析了协同拦截的物质基础、协同过程和协同特点,然后给出了基于多智能体系统(multi-agent system,MAS)的协同拦截规划模型、规划算法,最后计算了发射车可协同拦截次数,构建自适应协同拦截模式决策模型。开展基于MAS的区域反导发射车协同拦截规划研究,为实现发射车协同拦截规划顶层设计夯实坚实的技术理论基础。     

地空导弹群火力优化分配模型

地空导弹群火力优化分配是对多批空中目标分别选择最有效的地空导弹火力单元进行拦截,形成最佳兵力、兵器使用方案,它是地空导弹武器指控系统的一项重要功能。从研究地空导弹群火力优化分配过程出发,建立了地空导弹拦截适宜性检查模型、射击优先度指标计算模型和火力分配方案优化模型,为仿真地空导弹群火力优化分配过程提供了模型依据。     

拦截高速机动目标的捕获区及微分对策导引律

针对高速机动目标拦截场景,研究末制导段捕获区存在条件及微分对策导引律问题。建立弹目相对运动模型并引入控制动力学模型,采用终端投影方法对相对运动模型进行降阶处理;基于微分对策理论推导一种解析形式捕获区,并具体到直/气复合控制导弹对机动目标的拦截中,该捕获区的存在能够保证对任意机动目标进行准确捕获;重新选取性能指标,将目标与直/气复合控制导弹在末端带有碰撞角约束的制导问题转化为零和微分对策问题,并求解出弹目最优拦截策略。仿真分析了几种情形下直/气复合控制导弹对目标实施拦截的捕获区存在域,导引律仿真结果表明微分对策导引律在对高速机动目标进行拦截时具有优良性能。