On efficient algorithms for finding efficient salvo policies

We consider the salvo policy problem, in which there are k moments, called salvos, at which we can fire multiple missiles simultaneously at an incoming object. Each salvo is characterized by a probability p_i: the hit probability of a single missile. After each salvo, we can assess whether the incoming object is still active. If it is, we fire the missiles assigned to the next salvo. In the salvo policy problem, the goal is to assign at most n missiles to salvos in order to minimize the expected number of missiles used. We consider three problem versions. In Gould's version, we have to assign all n missiles to salvos. In the Big Bomb version, a cost of B is incurred when all salvo's are unsuccessful. Finally, we consider the Quota version in which the kill probability should exceed some quota Q. We discuss the computational complexity and the approximability of these problem versions. In particular, we show that Gould's version and the Big Bomb version admit pseudopolynomial time exact algorithms and fully polynomial time approximation schemes. We also present an iterative approximation algorithm for the Quota version, and show that a related problem is NP-complete.     

在轨加注过程中组合体航天器动力学建模与分析

针对在轨加注过程中质量分布随时间变化的组合体航天器,研究动力学建模问题并对其动态特性进行分析。将航天器系统分为刚性组合体平台和贮箱内燃料两部分,贮箱内的燃料视为质量、外形和位置连续变化的质量块,将航天器系统抽象为一组有固定边界的变质量质点系;在推导出变质量质点系一般力学方程的基础上,通过对航天器结构进行一定限制消除方程中的反冲力和失调力矩,以组合体平台主轴作为参考坐标系,建立在轨加注过程中组合体动力学模型;该模型除了参数时变的特点外,与普通刚体动力学相比还含有阻尼项;基于李雅普诺夫稳定判据,对该时变动力学系统的动态特性进行分析。仿真计算展现了不同结构参数对姿态运动轨迹的影响,也证明了理论分析的正确性。     

动态滑翔运动建模、机理分析与航迹优化

信天翁凭借动态滑翔的飞行技巧从梯度风中获取能量,从而在几乎不拍翅膀的情况下进行长时间、长距离飞行,这种技巧应用于小型无人机上可拓展其完成任务的能力。基于飞行器动力学对梯度风场中的无人机运动方程进行推导和简化处理;利用简化的运动方程,分别从非惯性参考系中的动能定理和机械能变化的角度,对动态滑翔获取能量的机理进行分析;利用微分平坦法,以最小平均控制输入变化率为目标函数,对徘徊模式和平移模式的动态滑翔航迹进行优化计算。分析结果表明:逆风爬升、顺风下滑是动态滑翔基本获能方式。优化结果表明:控制输入变得更加平滑,甚至出现阶段性的常值,使得控制更加简化;徘徊模式下,当风梯度作为决策变量时,优化过程可在[0,0.5 s-1]的区间上找到使得目标函数值最小的风梯度;平移模式下,目标函数值在该区间上单调递减。     

一种面向Agent的概念化建模方法*

面向Agent的建模方法为基于Agent系统的概念化描述提供了一种新的技术.针对多Agent系统分析与建模问题,扩展并规范了面向Agent概念化建模过程,定义了Agent模型及其扩展模型,并给出了形式化描述.同时,给出面向Agent的分析和设计过程,为其具体建模提供了一种高层指导.最后,与其它现有面向Agent的方法在应用方面进行了类比分析,为该方法的广泛和深入地应用研究打下基础.     

认知建模及其心理战

认知建模以神经科学、计算机科学和认知心理学为依托,深入研究人类的思维模式。心理战作为认知科学领域的研究范畴,其内在运行机制就是通过特定的手段传播特定的信息影响作战对象的认知,达到精神上影响甚至瓦解作战对象的目的。由此,认知建模的不断完善和发展能够为心理战的理论研究、实际训练和效果评估等提供理论支持和借鉴启示。     

FIPA规范的防空导弹体系Agent建模方法

针对防空导弹体系建模的复杂性,探讨研究防空导弹体系的Agent建模方法.提出了基于G/A矩阵的Agent建模方法步骤,通过分析角色之间的关系描述了Agent组织结构,给出了角色类和Agent类的统一定义,并建立了Agent结构框架和类实现模型,最后构建了基于FIPA规范的MAS综合集成框架.该方法的提出,为防空导弹体系的进一步建模提供了方法依据.     

基于扩展Petri网的防空C~4ISRK系统建模分析

针对地空导弹武器系统防空中的火力分配问题,建立了战术级防空C4ISRK系统的Petri网模型。对其进行扩展,即联合谓词Petri网和赋色Petri网,建立旅级火力分配的改进模型,给出了具体的前置谓词公式。为有效分析战术决策的正确性提供了依据和思路。     

自由漂浮柔性机械臂系统的动力学建模与仿真

动量矩守恒约束使自由漂浮柔性机械臂系统成为非完整系统,其动力学模型通常是难以求解的微分—代数方程,因此提出将机械臂系统等效为一个完整系统进行建模。假设载体存在姿态控制力矩,此时由于不存在动量矩守恒约束,系统变成一个完整系统,采用Lagrange方法建立其动力学方程;令方程中载体的姿态控制力矩为零,即得到自由漂浮机械臂系统的动力学方程;采用数值方法求解动力学方程,并将动力学分析的结果与ADAMS中仿真的结果进行对比,验证了模型能够有效模拟自由漂浮柔性机械臂系统的动力学特性。     

钢丝绳弹性联轴器特性建模

提出一个钢丝绳弹性联轴器特性的数学模型,该数学模型能很好地描述钢丝绳弹性联轴器的迟滞非线性特性.分析表明,钢丝绳弹性联轴器具有软刚度和阻尼大的特性,有利于抑制船舶轴系的振动.     

高精度空间非合作式相对轨道状态预报

为了解决接近空间非合作目标过程中的相对导航问题,提出一种基于相对轨道动力学方程和二阶龙格库塔积分公式的高精度空间非合作目标相对轨道预报模型。考虑地球J2摄动加速度,将目标轨道方程在参考轨道附近展开,保留至引力加速度差的二阶展开项,并进一步推导考虑J2摄动的参考轨道角速度和角加速度,建立相对轨道动力学微分方程;在给定相对轨道初值的情况下,采用二阶龙格库塔积分公式进行相对轨道预报。该模型采用数值积分方法,对相对轨道动力学模型形式没有限制,通用性好,适用范围广;选择低阶龙格库塔公式积分预报,既减少了计算量又保证了计算精度。设置高轨和低轨两种相对运动仿真场景,仿真结果表明了模型的通用性和精确性。