UCAV空面多目标攻击三维轨迹规划技术

研究了单架无人作战飞机(UCAV)攻击多个地面目标的三维轨迹规划问题。首先,将问题形式化为一类特殊的旅行商问题(TSP),即带动力学约束的邻域访问TSP问题(DCTSPN)。其次,针对规划空间维度过高、搜索代价过大的问题,提出了一种基于概率路标图(PRM)的方法。该方法借鉴了基于采样的运动规划方法的思想,并结合多种组合优化技术,将原本连续状态空间中的轨迹规划问题转化为离散拓扑图上的路由问题。求解过程分为离线预处理和在线查询两个阶段。离线阶段采用Halton拟随机采样算法及Noon-Bean转换方法,将原问题转化为经典的非对称旅行商问题(ATSP);在线阶段根据战场态势的实时变化,快速更新路标图,然后采用LKH算法在线求解问题的近似最优解。为了保证生成的飞行轨迹满足平台的运动学/动力学约束,算法基于Gauss伪谱法构建了局部轨迹规划器。最后,以攻击时间最短为优化指标对算法进行了仿真实验。结果表明,本文提出的方法能够以较高的精度和在线收敛速度生成真实可行的、较优的多目标攻击轨迹。     

基于分离逻辑的程序分析技术

分离逻辑是John C Reynolds和Peter O’Hearn于2000年提出的基于Hoare逻辑分析程序中动态分配内存和指针别名的逻辑理论。首先回顾了分离逻辑系统的理论框架,然后讨论了分离逻辑在程序分析领域中符号执行、形态分析和并发程序分析验证这些领域中的应用成果,最后介绍了分离逻辑在程序分析技术中当前主要的研究方向。     

竞争失效产品恒应力加速寿命试验优化新方法

对加速寿命试验设计优化的相关知识进行研究分析,确定以竞争失效产品恒应力加速寿命试验为应用背景。在对加速寿命试验统计分析深入研究的基础上,通过分析方案要素、约束条件等建立优化目标函数,提出基于模拟退火算法的优化方法和具体实现思路。最后通过实例验证方法的可行性和实用性。     

基于李亚普诺夫最优反馈控制的中制导

基于李亚普诺夫最优反馈控制的2种实现方法,即时间最速下降法与空间最速下降法,提出了一种混合策略。应用于导弹中制导,获得了满意的结果,可以极大地缩短中制导飞行时间并大幅度地提高中制导末端速度。仿真结果表明,该方法有一定的工程应用参考价值。     

一种基于组合降维的图像识别方法

为克服图像识别中传统方法需要进行高维矩阵奇异值分解的困难,提出了先局部降维再总体降维的组合变换方法.ORL人脸图像数据库的实验表明,这一方法不仅减少了运算量,而且能较好地解决人脸这样一类复杂的图像识别问题;总体来说优于传统的基于KL变换的识别方法.     

Aircraft routing under the risk of detection

The deterministic problem for finding an aircraft's optimal risk trajectory in a threat environment has been formulated. The threat is associated with the risk of aircraft detection by radars or similar sensors. The model considers an aircraft's trajectory in three‐dimensional (3‐D) space and represents the aircraft by a symmetrical ellipsoid with the axis of symmetry directing the trajectory. Analytical and discrete optimization approaches for routing an aircraft with variable radar cross‐section (RCS) subject to a constraint on the trajectory length have been developed. Through techniques of Calculus of Variations, the analytical approach reduces the original risk optimization problem to a vectorial nonlinear differential equation. In the case of a single detecting installation, a solution to this equation is expressed by a quadrature. A network optimization approach reduces the original problem to the Constrained Shortest Path Problem (CSPP) for a 3‐D network. The CSPP has been solved for various ellipsoid shapes and different length constraints in cases with several radars. The impact of ellipsoid shape on the geometry of an optimal trajectory as well as the impact of variable RCS on the performance of a network optimization algorithm have been analyzed and illustrated by several numerical examples. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2006     

飞船再入制导最佳反馈增益系数规律

为了获取基于标准轨道返回舱再入纵向制导的最佳反馈增益系数 ,建立了纵平面运动方程 ,推导了对应于纵向制导规律的摄动微分方程。根据Pontryagin极小值原理 ,给出了最优反馈控制律 ,求解Riccati方程 ,即可得到最佳反馈增益系数。考虑到实现的可行性 ,将时变的增益系数逼近成常数或分段常数 ,得到次优反馈增益系数 ,取得了满意的制导效果。     

三组元液体火箭发动机实现单级入轨的优化分析

建立了三组元液体火箭发动机性能计算模型、单级入轨可重复使用运载器质量模型和弹道模型,以起飞质量为目标函数,优化得到了实现单级入轨的发动机基本参数。结果显示:三组元发动机性能比氢氧发动机高10%。本研究是三组元发动机系统设计和分析的基础。     

伺服机构故障下基于线性规划的运载火箭姿控系统重构控制

发动机伺服机构故障给新一代运载火箭姿控系统的可靠性和安全性带来挑战,亟须开展重构控制策略研究。针对这一问题,提出一种基于线性规划的摆角重构控制分配方法。将伺服机构故障下的摆角分配问题转化为1范数单目标有约束优化问题,进而转化为标准的线性规划模型,采用单纯形法进行求解。仿真结果表明,所提出的线性规划法能够实现伺服机构故障下姿控系统的完全重构,各摆角均未达到饱和值,表明了方法的有效性。     

机载多目标攻击武器系统作战飞行程序设计

机载多目标攻击武器系统是当今航空武器系统研究的重点和发展的标志 ,其作战飞行程序设计是系统顶层设计的主要内容之一。综合了已有的研究成果 ,绘制了机载多目标攻击武器系统的功能逻辑流程图。在此基础上 ,采用模块化设计思想 ,进行了机载多目标攻击武器系统的作战飞行程序的组织结构设计 ,并阐述了基于表驱动和时间刻度管理的系统任务调度技术。