试飞多目标实时定位系统的设计与实现

针对空空多目标攻击问题,运用一种基于全球定位系统(GPS)、时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)相结合的技术,设计了试飞多目标实时定位系统。在试飞中通过无线数据链路实时获取多个目标的GPS位置、速度数据,进行插值推算等数据融合处理后,发送给评估系统,作为空空多目标攻击技术实时评估的基准信息。系统具有定位精度高、系统数据更新率快,在实际应用中显示了良好的性能。     

一种基于知识的作战计划系统设计

作战计划系统是复杂的问题求解系统,在军事领域的各个方面发挥着重要的作用。介绍了当前一些主要的作战计划辅助生成系统及其特点,分析比较和归纳整理了当前军用计划系统所采用的一些常见规划技术和优缺点,重点分析了作战计划系统中的智能规划技术。在此基础上,提出了一种基于知识的作战计划辅助生成系统的开发设想,构建了系统知识库,系统采用层级任务网络规划技术,给出了这种规划技术的理论框架和算法过程,并且把这种技术与多主体规划技术相结合,辅助实现军事作战任务的逐层分解与规划优化,进而生成完整的行动序列,较好地解决了作战计划辅助生成问题。     

高效率机动部署航空武器靶场关键技术和应用

为用户设计了一个航空武器试验靶场,具备空空、空地和地空导弹试验能力,可机动部署,具有易于运行和运维代价低的特点。靶场由载机遥测系统、测量雷达、光电跟踪系统、微波和光纤通信系统、靶机遥测站、指挥控制等6个子系统构成;指挥控制子系统之外的5个子系统均使用国产成熟产品。在总体方案和指挥控制子系统设计中,对互联集成方案、机动部署、试验航线设计和发布、自动化领航、自动化指挥决策等5项关键技术进行了着重优化。在实际应用中,全靶场运行仅需20多成员(不含飞行和机场机务人员),3天内完成新试验场部署和联调,对作战部队飞行员进行5架次航线训练后即进行实弹试验,2天内完成多发中程拦截和近距格斗空空导弹试验。     

蚁群算法在无人机航路规划中的应用

蚂蚁算法是一种新的源于大自然生物界的仿生随机优化方法。吸收了昆虫中蚂蚁的行为特征,通过其内在的搜索机制,在一系列组合优化问题求解中取得了成效。将蚁群算法应用于无人机(UAV)航路规划,提出了一种适用于航路规划的优化方法,可以为在敌方防御区域内执行攻击任务的无人机规划设计出高效的飞行航路,保证无人机以最小的被发现概率及可接受航程到达目标点,提高了无人机作战任务的成功率。仿真结果初步表明该方法是一种有效的航路规划方法。     

空间站零燃料大角度姿态机动路径存在性分析

零燃料大角度姿态机动技术是新近应用在国际空间站的新概念姿态控制技术。构造了以控制力矩陀螺为执行机构的空间站姿态控制动力学模型,在此基础上,建立了空间站本体与控制力矩陀螺之间的角动量守恒关系。针对各类大角度姿态机动任务,通过分析空间站惯量参数与控制力矩陀螺性能参数之间的解析关系,得到了零燃料大角度姿态机动路径的存在性条件。通过规划算例验证了存在性分析的正确性。所提出的零燃料大角度姿态机动存在性条件,为姿态机动路径的存在性判断提供了便捷可行的方法,为零燃料大角度姿态机动技术未来在我国空间站实施的可行性论证提供重要的理论依据。     

Modeling and solution for the ship stowage planning problem of coils in the steel industry

We consider a ship stowage planning problem where steel coils with known destination ports are to be loaded onto a ship. The coils are to be stowed on the ship in rows. Due to their heavy weight and cylindrical shape, coils can be stowed in at most two levels. Different from stowage problems in previous studies, in this problem there are no fixed positions on the ship for the coils due to their different sizes. At a destination port, if a coil to be unloaded is not at a top position, those blocking it need to be shuffled. In addition, the stability of ship has to be maintained after unloading at each destination port. The objective for the stowage planning problem is to minimize a combination of ship instability throughout the entire voyage, the shuffles needed for unloading at the destination ports, and the dispersion of coils to be unloaded at the same destination port. We formulate the problem as a novel mixed integer linear programming model. Several valid inequalities are derived to help reducing solution time. A tabu search (TS) algorithm is developed for the problem with the initial solution generated using a construction heuristic. To evaluate the proposed TS algorithm, numerical experiments are carried out on problem instances of three different scales by comparing it with a model‐based decomposition heuristic, the classic TS algorithm, the particle swarm optimization algorithm, and the manual method used in practice. The results show that for small problems, the proposed algorithm can generate optimal solutions. For medium and large practical problems, the proposed algorithm outperforms other methods. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 564–581, 2015     

级间设计人机联合探月方案

利用登月飞行器的级间组合设计方法对载人登月飞行器的构造进行设计,在级间方案的论证中分析了不同组装模式对运载火箭能力的需求,建立了航天员和机器人联合探测的载人登月方案。级间组合方法可为应转移飞行器和登月飞行器设计提供另一种思路,根据飞行器级间的不同组合方式对登月飞行器的质量规模进行了初步估算,并对比了不同飞行方案对运载火箭能力的需求,研究可为我国首次载人登月任务方案提供参考。     

一种改进遗传算法在UCAV快速航迹规划中的应用

针对无人作战飞机(Unmanned Combat Aerial Vehicle,UCAV)航迹规划约束条件复杂、不确定因素多、实时性要求高的特点,提出了一种基于Voronoi图和改进遗传算法的快速航迹规划方法。该方法采取分层航迹规划的思想,首先根据Voronoi图生成初始航迹,并综合考虑约束条件,赋予各条航迹相应的权值;然后应用改进的遗传算法在生成的航迹空间中寻优,最终得到满意的航迹。该算法利用多处理机并行计算技术对传统遗传算法进行改进,大大缩短寻优时间。仿真结果表明基于Voronoi图和改进遗传算法的航迹规划提高了实时性,增强了UCAV的动态战场适应能力和突发威胁应对能力。     

基于进化算法的多无人机协同航路规划

以突防航路时域协同指数、空域协同指数、突防时长指数和受威胁指数为规划目标,以最小直线航路段长度、可飞空域、续航能力和进入任务航路方向为约束,构建了多无人机协同突防航路规划模型。结合模型特点,利用合作型协同进化遗传算法对该模型进行求解。     

敏捷成像卫星自主规划模型与算法

针对敏捷成像卫星自主规划问题,将规划、决策、执行和信息反馈相结合,提出星上自主规划框架,并介绍框架结构和模块功能。在分析主要约束条件的基础上,建立基于时间线约束网络的问题模型。通过将各种卫星动作前后衔接,组合成能够完成不同任务的动作序列,提出一种面向卫星动作序列的启发式算法。该算法分为规划和决策两个部分,并在卫星执行每一个动作序列的同时基于多种启发式规则进行规划,在动作序列执行结束时进行决策。实验结果表明了自主规划框架和模型的合理性以及算法的有效性。