DEA方法在防空作战方案优选中的应用

针对现代防空作战对决策速度和准确性的要求,运用DEA方法研究了防空作战方案优选问题。根据防空作战方案构成的主要要素,建立了防空作战方案的C2R评估模型,从“技术有效”和“规模有效”两个方面对备选方案的有效性进行综合分析,得出各方案评估结果,为指挥员优选方案提供了科学准确的依据。与传统的方法相比,该方法不仅具有内在的客观性,避免了方案中投入和产出指标间的相互制约,而且易于实现计算机处理,有效保障指挥员在防空作战中快速准确选定作战方案。     

基于激光推进的光船发射任务设计与参数优化分析

针对发射初始质量为100kg的光船到近地圆轨道的任务,研究了激光平均功率、激光大气传输特性、光船激光接收面面积、发动机比冲、发动机能量转化效率等参数之间的相互关系及光船飞行任务的优化问题。针对激光发射光船的具体要求,由功率估算公式计算出激光平均功率,从激光作用范围估算出光船的激光接收面的最小面积;基于光船飞行动力学模型,结合估算的参数,应用序列二次规划方法优化计算出光船飞行的最优弹道。计算结果表明,光船入轨质量可达到35.5kg,最优比冲为8140m/s。     

基于灰色决策原理的导弹核武器最佳配置模型

核武器是国家军事战略的基石,其配置的合理性直接影响核力量作战运用的成效.分析了影响导弹核武器配置的因素,将导弹核武器划分为平时和战时两种状态,构建了导弹核武器最佳配置的灰色规划模型计算结果验证了模型的正确性.研究表明:基于灰色规划原理构建的最佳配置模型在解的稳定性、模型的适应性上要优于同类线性规划模型.核武器最佳配置问题一直是核作战运用研究的重要内容.研究成果可为导弹武器的订购、存贮、阵地配置及作战运用提供理论决策依据.     

导弹最优制导律弹道仿真分析

根据导弹仿真数据,绘制可直观显示弹道特性的理想弹道曲线。给出了比例导引法的差分方程,建立了比例导引法的三维弹道仿真模型。在对比例导引法进行三维弹道仿真的基础上,分别对增量比例导引、基于二次型的最优制导律和考虑动态特性的二次型最优制导律进行了三维弹道仿真,绘制出了可直观显示弹道特性的理想弹道,计算了导弹与目标的遭遇时间,并对结果进行了比较分析。最后得出考虑弹体动态特性的二次型最优制导律具有最优性。     

Optimal replacement of continuously degrading systems in partially observed environments

Motivated by wind energy applications, we consider the problem of optimally replacing a stochastically degrading component that resides and operates in a partially observable environment. The component's rate of degradation is modulated by the stochastic environment process, and the component fails when it is accumulated degradation first reaches a fixed threshold. Assuming periodic inspection of the component, the objective is to minimize the long‐run average cost per unit time of performing preventive and reactive replacements for two distinct cases. The first case examines instantaneous replacements and fixed costs, while the second considers time‐consuming replacements and revenue losses accrued during periods of unavailability. Formulated and solved are mixed state space, partially observable Markov decision process models, both of which reveal the optimality of environment‐dependent threshold policies with respect to the component's cumulative degradation level. Additionally, it is shown that for each degradation value, a threshold policy with respect to the environment belief state is optimal if the environment alternates between two states. The threshold policies are illustrated by way of numerical examples using both synthetic and real wind turbine data. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 395–415, 2015     

基于混料设计的快硬土壤固化材料配方优化

为探索普通硅酸盐水泥(P·O)、熟石灰(HL)、硅灰(SF)三元混料系统对固化土无侧限抗压强度的影响,综合极端顶点设计和均匀设计思想建立混料回归模型,得出了响应面图形,确定了三元混料系统的最佳配方。在该配方下,固化土7d实际抗压强度可以达到4.75MPa。通过交互作用分析揭示了混料因子间的作用规律:P·O与HL交互作用对固化土7d无侧限抗压强度影响极其显著,P·O与SF交互作用对固化土7d无侧限抗压强度影响显著。对比试验表明,该混料设计方案对提高固化土7d无侧限抗压强度有显著效果,对土壤固化剂配合比优化设计和固化土无侧限抗压强度预测具有指导意义。     

被动全向声纳浮标跟踪潜艇的优化布放方法

反潜飞机利用被动全向声纳浮标可以隐蔽地跟踪潜艇,但浮标消耗量大。在满足定位精度的条件下,如何优化布放浮标以便有效增加跟踪时间是一个亟待解决的问题。首先分析了浮标探测性能和浮标群相对位置对定位精度的影响,得到浮标布放的五种基本原则;然后结合水下目标跟踪技术提出了两种用被动全向声纳浮标跟踪潜艇的优化布放方法:一种是利用遗传算法来优化每一枚浮标的布放位置,另一种是将一批次投放2-4枚浮标的多维优化问题简单转换成一维优化问题来确定浮标的布放位置。最后仿真计算了这两种方法的跟踪性能及浮标消耗量。仿真结果表明,两种优化布放方法均能满足跟踪要求,前者的浮标消耗量比后者略少,但后者的投放批次少很多,有利于减少人员的工作量。     

基于NSGA-II和多属性决策的防空火力分配

为了解决防空火力分配问题,首先运用NSGA-II算法求出Pareto最优解集,然后运用多属性决策方法对Pareto最优解集中的解进行综合评估,并从中找出一个最优解。用区间数定性描述各属性,建立了防空火力分配的三目标优化模型。描述了NSGA-II算法和多属性决策方法的运算步骤。在仿真算例中,得到了一个最佳防空火力分配方案,说明该方法对于防空火力分配问题有良好的应用价值。     

基于随机漫游模型的协同搜索力最优分配方法

针对多平台协同搜索的最优搜索问题,以多无人机区域搜索任务为背景,将搜索论和随机规划引入到编队协同搜索中,建立了环境模型、无人机模型、传感器模型;为了解决目标丢失后的“应召”搜索问题,建立了目标的随机漫游模型;通过对搜索力最优分配问题的分析,认为其实质为一类线性规划问题,提出了一种基于递归原理的解算方法;最后,通过仿真计算,证明了该随机漫游模型的合理性,并验证了所提算法的有效性。     

翼伞精确空投系统归航轨迹规划与控制?

翼伞归航轨迹规划与控制问题是翼伞系统在一定初始状态下,利用自身可操作性,完成从初始位置到目标位置的转移问题。针对翼伞空投系统不同归航要求,规划出满足精度要求为圆径概率误差（ CEP ）小于40m的归航轨迹并经过一定量的控制完成翼伞空投系统精确空投任务。首先建立翼伞系统状态空间六自由度模型,并在此基础上提出系统简化稳态模型,通过最优控制方法,规划出满足空投要求的最优归航轨迹后对翼伞进行不断控制直至目标点。最后通过Matlab仿真试验,绘出翼伞系统归航轨迹图与控制变化图。