武器装备体系对抗仿真模型开发关键技术研究

分析了武器装备体系对抗仿真模型研究存在的主要问题.根据武器装备体系论证评估系统建设需要,从满足武器装备体系对抗仿真模型一体化总体设计、模型资源利用效率和论证任务完成时效性要求出发,重点研究了武器装备体系对抗仿真模型开发方法、组合重用、快速构建集成等三项关键技术.提出了贯穿现实空间到仿真空间的分阶段分层次开发方法、基于构件的模型组合重用、任务模型系统快速构建集成框架等关键技术解决方案,有效地支持了面向武器装备体系论证的联合战役作战仿真模型研发.     

雷达信号非均匀粒度聚类分选方法

聚类分析是数据挖掘中的重要技术.在比较分析了两种常用的聚类分析方法的基础上,将基于商空间的非均匀粒度聚类算法应用于雷达信号分选中,仿真实验的结果表明:该算法可以从不同层次观察聚类数据,更适用于复杂雷达信号聚类分选,具有良好的性能.     

指挥控制中的多人多通道人机交互研究

指挥控制人机环境需要更加自然、高效并且支持协作的人机交互手段。在分析指挥控制中人机交互要素的基础上,提出了多人多通道人机交互概念模型和系统模型。基于该模型设计实现了原型系统,系统使用基于多点触摸的双手手势和语音两个通道实现态势和情报分析任务。通过实验和用户调查,验证了系统可以提高交互的自然性和高效性,对用户之间的协作工作效率也有改善,说明指挥控制中的多人多通道人机交互是有效的。     

基于小波配点法的空间机械臂关节轨迹规划

针对平面型空间机械臂关节轨迹优化问题,提出一种基于小波配点法的数值算法。该算法在区间样条小波函数及其导数算法的基础上,对状态变量与控制变量在小波配点上作离散化处理,然后将原最优控制问题转化为以小波系数为优化参数的非线性规划问题,利用非线性规划算法求解该问题得到原问题的解。算法可充分利用小波具有非线性逼近的优点,提高计算精度和效率。对典型问题进行数值仿真,结果表明该算法对空间机械臂关节轨迹优化问题是有效的。     

一种求解武器系统可靠性分配的非精确方法

在考虑资源约束的基础上,通过建立一种资源-可靠度-满意度三者平衡的可靠性分配和优化模型,将对武器系统可靠性最优分配问题转化为对模糊非线性规划问题的求解,从而为武器系统可靠性的最优化问题提供了一种新方法。为获得具有实际意义的数值解,提出一种沿着加权梯度方向进行变异的特殊遗传算法,并结合某高炮系统的应用分析,证明了该方法的有效性和合理性。     

引入平衡因子的模糊可靠性分配优化方法

针对复杂系统可靠性分配中模糊目标和模糊约束在满意程度上的平衡问题,在传统模糊可靠性分配方法的基础上,引入能表示决策者偏好的平衡因子,建立最大化满意程度的加权和可靠性分配模型。最后,实例验证该方法的有效性和可行性,有效地解决了模型近似解的求解问题。     

固定翼无人机群的集群和避障控制

针对传统的集群控制算法需要获取通信范围内相邻质点的位置和速度信息才能够计算控制量的问题,提出一种新的无须获得相邻无人机速度的六自由度固定翼无人机群的集群和避障控制方法。将通信范围内的无人机均视为障碍物,采用统一的计算方法获得控制量,并且证明了算法的稳定性。通过建立六自由度无人机线性化控制模型,将改进的质点集群算法应用于无人机群控制系统中,将无人机控制设计成六自由度无人机的跟踪回路和质点无人机的导引回路,并证明通过选取合适的跟踪回路控制参数,确保整个无人机集群控制是稳定的。通过六自由度无人机编队仿真验证了所提算法的有效性。     

网格质量反馈的弹性体动网格改进

高鲁棒性的动网格变形方法是求解包含运动边界的非定常流场问题的关键技术。基于经典的弹性体动网格方法,引入两种设计合理、评价效果较好的网格质量参数——Patrick参数和Baker参数,提出了一种基于网格质量反馈的改进弹性体动网格方法。结合二维NACA0012翼型、三维ONERA M6机翼大角度俯仰运动,对比研究改进方法与经典方法的变形能力,改进方法能够保持较好的网格质量,尤其在最大变形时,可以有效改善较差网格单元,具有更高的鲁棒性。计算了NACA0012翼型、ONERA M6机翼的俯仰振荡绕流,并与实验结果及文献进行对比,结果表明,基于网格质量反馈的改进弹性体法能够显著提高变形网格的鲁棒性,可为非定常流场问题的求解提供有力支撑。     

高超声速变形飞行器翼面变形模式分析

为提高高超声速翼身组合式飞行器的射程,研究了采用不同翼面变形模式时,飞行器在马赫数3~8内的气动特性和翼面效率。针对典型的轴对称翼身组合式外形,采用Navier-Stokes方程进行数值模拟,对伸缩、变后掠和二维折叠三种变形模式下的外形在超声速及高超声速来流条件下进行模拟,并对升阻比、翼面单位面积升阻比和操稳特性进行分析。结果表明:在超声速及高超声速范围内,变后掠变形模式在宽速域内升阻比提高明显,同时具备优良的翼面效率及操稳特性,其在马赫数3~8范围内具有最优的综合性能。研究成果能对高超声速翼身组合式变形飞行器布局设计提供参考,具有一定的指导意义。     

驱护舰编队对潜防御效率与决策分析

在分析编队对潜防御基本态势的基础上,运用系统的思想,采用运筹学的方法,通过建立搜索者发现目标概率的一般模型,给出了有效搜索宽度的概念,进而针对编队对潜防御作战的特点,建立了驱护舰编队外层防御搜索区舰载直升机发现潜艇的概率模型和编队对潜防御系统发现潜艇的概率模型,在模型建立过程中得出的结论可用于编队防御决策。