合成分队火力分配协同决策模型研究

针对合成分队火力分配效率和科学性不高的问题,采用协同决策思想对合成分队火力优化分配方法进行了研究。针对合成分队的作战特点提出了3种模型:建立了攻击力量类型相同的多种准则的火力分配模型,建立了攻击力量类型不同的基于双层规划的火力分配模型,建立了具有上级指定任务的分队内和分队间的火力协同分配模型,并对相关模型进行了实例仿真验证。提出的这3种模型能够解决合成分队在火力分配中的协同决策问题,可提高作战指挥决策的实时性和科学性。     

基于多项式设计法的小推力轨迹设计

形状逼近法是小推力轨迹设计中的一种有效方法,然而现有的方法大都假定运动轨迹为某一特定的形状,而且没有考虑推力加速度的约束限制。针对小推力轨道交会问题,提出一种基于多项式的轨迹设计方法。结合极坐标系,建立基于多项式的三自由度轨迹运动模型,将轨迹设计问题转化为求解多项式的系数问题;根据运动模型推导轨迹的动力学特性,建立约束方程,并以消耗燃料最少作为性能指标,采用序列二次规划的方法对多项式的系数进行寻优计算。该方法不仅能求解多个形状设计参数不确定性问题,而且还能满足推力加速度的约束限制。仿真验证了该方法的正确性和可用性,该方法可为任务设计初步阶段的轨迹设计和燃料消耗预估提供一定的技术参考。     

复合导引头多源异步信息融合精确拦截算法

针对单一制导体制难以满足现代战场作战需求且多传感器数据更新率不同步的问题,建立一种新的微惯导/毫米波/红外复合制导体制,研究了该体制下多传感器异步信息融合的时间同步和空间配准问题;提出一种自适应无迹卡尔曼滤波算法,该算法采用预测残差构造状态模型误差统计量,通过自适应因子调整状态模型信息对状态参数估值的贡献,有效控制状态模型噪声异常对状态参数估值的影响。将提出的算法应用到微惯导/毫米波/红外复合制导系统中进行仿真验证,结果表明,提出的自适应无迹卡尔曼滤波算法的解算精度高于标准扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波算法,能有效提高导弹的制导的解算精度。     

五阶HWCNS在低速复杂流场中的应用

采用五阶精度显式混合加权紧致非线性格式求解雷诺平均NS方程;利用多块对接结构网格技术,对30P-30N多段翼型进行网格收敛性研究。在不考虑转捩的情况下,采用SA一方程湍流模型研究混合加权紧致非线性格式与二阶精度MUSCL格式对该翼型压力分布和典型站位速度型的影响,并与实验结果进行对比分析。采用混合加权紧致非线性格式和SA一方程湍流模型模拟梯形翼高升力构型低速复杂流场,通过对总体气动特性和压力分布的分析,探讨五阶精度显式混合加权紧致非线性格式在低速复杂外形流动中的应用能力。结果表明,对30P-30N三段翼型,采用全湍流模拟方法可以得到较好的压力分布;对梯形翼高升力构型,在附着流和边界层小分离情况下混合加权紧致非线性格式有较好的模拟能力。     

基于非线性最优反馈控制的远程拦截闭环制导

利用非线性最优反馈控制和伪谱轨迹快速重构技术,设计了一种有限推力空间远程拦截自适应闭环制导方法。首先建立了有限推力远程拦截最优制导问题模型,并给出了适用于该问题的非线性最优反馈控制求解原理。然后,将空间变轨动力学模型特点和伪谱法相结合,设计了基于状态量缩减的计算效率改进策略以提高轨迹优化的实时性。基于改进伪谱法进行连续轨迹快速重构,利用开环最优解形成闭环反馈,从而保证制导指令的实时更新,并通过引入控制逻辑对制导算法进行改进。时间最短远程拦截仿真表明,该闭环制导方法在保证任务指标最优性的同时,可以有效抑制J2摄动和计算误差的影响,具有较高的制导精度、自适应性和鲁棒性。     

基于预定作业周期的航母作战部署调度研究

为科学筹划航母作战部署调度,优化航母作战兵力的运用,对航母作战部署调度问题进行建模研究。介绍航母预定作业周期,重点阐述航母综合训练期、维修保障期和人员/作战节奏等相关内容;在此基础上,分析航母作战部署调度的约束条件,在满足对作战区域有效时间覆盖条件下,以最小化航母作战兵力数量为目标函数,构建航母作战部署调度优化模型,并通过实例进行验证。结果表明,该模型是有效、实用的,可为科学决策航母作战部署调度提供依据和方法。     

Parallel machine scheduling with batch deliveries to minimize total flow time and delivery cost

Motivated by the flow of products in the iron and steel industry, we study an identical and parallel machine scheduling problem with batch deliveries, where jobs finished on the parallel machines are delivered to customers in batches. Each delivery batch has a capacity and incurs a cost. The objective is to find a coordinated production and delivery schedule that minimizes the total flow time of jobs plus the total delivery cost. This problem is an extension of the problem considered by Hall and Potts, Ann Oper Res 135 (2005) 41–64, who studied a two‐machine problem with an unbounded number of transporters and unbounded delivery capacity. We first provide a dynamic programming algorithm to solve a special case with a given job assignment to the machines. A heuristic algorithm is then presented for the general problem, and its worst‐case performance ratio is analyzed. The computational results show that the heuristic algorithm can generate near‐optimal solutions. Finally, we offer a fully polynomial‐time approximation scheme for a fixed number of machines. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 63: 492–502, 2016     

Stochastic call center staffing with uncertain arrival,service and abandonment rates: A Bayesian perspective

In this article, we introduce staffing strategies for the Erlang‐A queuing system in call center operations with uncertain arrival, service, and abandonment rates. In doing so, we model the system rates using gamma distributions that create randomness in operating characteristics used in the optimization formulation. We divide the day into discrete time intervals where a simulation based stochastic programming method is used to determine staffing levels. More specifically, we develop a model to select the optimal number of agents required for a given time interval by minimizing an expected cost function, which consists of agent and abandonment (opportunity) costs, while considering the service quality requirements such as the delay probability. The objective function as well as the constraints in our formulation are random variables. The novelty of our approach is to introduce a solution method for the staffing of an operation where all three system rates (arrival, service, and abandonment) are random variables. We illustrate the use of the proposed model using both real and simulated call center data. In addition, we provide solution comparisons across different formulations, consider a dynamic extension, and discuss sensitivity implications of changing constraint upper bounds as well as prior hyper‐parameters. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 63: 460–478, 2016     

固定翼无人机航迹跟踪抗风性研究

无人机作为一种新型军事装备,具有广泛的作战应用场景。无人机的航迹跟踪性能和抗干扰能力是其安全完成飞行任务的保障,随着现代战争作战环境日益复杂,无人机飞行将面临更大的挑战。针对目前固定翼无人机在飞行过程中受风扰影响严重的问题,设计了一种具有抗风性的航迹跟踪方法。利用非线性导引原理实现对航迹的跟踪,并通过引入反馈消除了风扰条件下飞行轨迹与期望航迹之间存在的静差。最后通过仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

地球静止轨道航天器绕飞持续观测任务轨迹规划与控制

针对地球静止轨道(geosynchronous orbit, GEO)航天器的高清观测任务,成像卫星在连续小推力作用下接近GEO航天器,对GEO航天器自然绕飞并以有利的光照条件对其持续观测。针对Clohessy-Wiltshire (CW)方程的偏差问题,通过修正非球形摄动和重力加速度二次长期项偏差对CW方程进行改进,补偿非线性偏差的长期项和主要的摄动项。在轨迹规划问题上,计算绕飞轨迹的初始相位角区间,以保证成像卫星在整个绕飞任务中都能够以良好的观测角观测GEO航天器。基于CW方程和改进的CW方程对成像卫星接近和绕飞GEO航天器全过程进行仿真,基于CW方程的仿真没有达到预期目标;基于改进的CW方程的仿真达到预期目标,全过程所需施加的总速度增量仅为4.67 m/s,工程上具有很强的可行性。