空间应急飞行器姿态快速机动控制研究

以空间应急飞行器姿态机动快速控制过程为研究对象,对姿态快速解耦控制问题进行研究.采用决策树理论对时间最优控制和倾斜开关曲线控制这两种控制策略进行综合,以控制时间作为代价函数,获得三通道时间最优控制策略.与其他方法相比,本控制策略控制时间大幅缩短,控制精度满足设计需求.另外对控制器不同控制周期下的控制效果进行仿真比较,对控制器控制周期选择具有指导意义.     

干扰及机动条件下的比例导引智能调控策略

由于红外诱饵干扰样式复杂、目标机动形式多变导致传统比例导引律极易被干扰。为提高采用比例导引方法的导弹性能,提出一种利用径向基函数网络调控比例系数及导弹发射时机的智能导引律。以飞行时间及脱靶量为参考,通过构建加权型指标函数将求解最优比例系数及发射时机问题转化为单目标优化问题;引入量子粒子群算法求解最优决策参量,并以其作为网络输出,干扰样式作为网络输入,离线训练径向基函数网络;为提高训练效率,结合K-means及K最近邻算法初始化径向基函数网络。仿真结果表明,当存在红外诱饵干扰时,智能导引律性能优于扩展比例导引律及自适应滑模导引律。     

Maintaining systems with heterogeneous spare parts

We consider the problem of optimally maintaining a stochastically degrading, single‐unit system using heterogeneous spares of varying quality. The system's failures are unannounced; therefore, it is inspected periodically to determine its status (functioning or failed). The system continues in operation until it is either preventively or correctively maintained. The available maintenance options include perfect repair, which restores the system to an as‐good‐as‐new condition, and replacement with a randomly selected unit from the supply of heterogeneous spares. The objective is to minimize the total expected discounted maintenance costs over an infinite time horizon. We formulate the problem using a mixed observability Markov decision process (MOMDP) model in which the system's age is observable but its quality must be inferred. We show, under suitable conditions, the monotonicity of the optimal value function in the belief about the system quality and establish conditions under which finite preventive maintenance thresholds exist. A detailed computational study reveals that the optimal policy encourages exploration when the system's quality is uncertain; the policy is more exploitive when the quality is highly certain. The study also demonstrates that substantial cost savings are achieved by utilizing our MOMDP‐based method as compared to more naïve methods of accounting for heterogeneous spares.     

基于不确定性的末制导初始参数优化设计方法

为量化无动力滑翔飞行器末制导初始参数不确定性的综合影响,提升飞行器落点精度,提出基于不确定性的末制导初始参数优化设计方法。面向飞行器末端高动态打击需求,采用落角约束下的滑模变结构导引律进行实时弹道成型,进而考虑末制导初始参数的不确定性。以落点有效毁伤半径概率和落点圆概率偏差为多优化目标,建立基于不确定性的末制导初始参数及制导律参数优化模型。针对这一不确定性优化模型,研究利用高效全局优化和蒙特卡洛方法,给出末制导初始参数及制导律参数的最优设计方案。仿真结果表明:该方法能显著提升落点精度,为方案设计阶段飞行器末制导交接点的选取提供决策支持。     

再入快速抵达轨迹优化设计方法

针对再入初始速度大、飞行时间约束苛刻的轨迹设计问题,提出一种基于遗传算法和攻角+倾侧角联合优化的再入快速抵达轨迹优化设计方法。该方法在再入初段利用较大攻角迅速减小弹道倾角和拉平弹道,在再入后段/滑翔段联合设计和优化攻角+倾侧角变化规律以显著降低终端飞行速度,同时满足终端高度、终端航向角、最大动压、最大热流等约束条件。该方法能够提升传统升力体飞行器再入快速到达能力并拓展其应用范围。仿真结果表明,在典型飞行器参数和较大初始再入速度条件下,全程飞行时间小于12 min,终端速度能够小于7Ma,横向机动距离超过800 km。     

一种通用型舰载防空硬武器火力优化算法?

针对当前武器优化分配算法缺少通用性,难以兼顾效率和时间的问题,提出了一种通用型舰载防空硬武器火力优化算法。该算法首先提取各舰载武器能够攻击的目标集合,然后对各武器的目标集合逐一进行时间分配,并计算对目标的毁伤概率,最终完成所有武器的分配。计算表明,该算法具有很好的通用性和实时性,可适用于较大规模舰载防空硬武器的火力优化分配问题。     

基于改进自适应遗传算法的阵列优化

提出了一种改进的自适应遗传算法,对约束了阵列孔径、阵元数目和最小阵元间距的非均匀稀布阵列进行优化布阵。该算法采用实值编码,改进了适应度函数,避免了不可行解的产生。同时选取新的选择算子和改进的双重最佳保留策略,对传统自适应遗传算法的交叉、变异概率进行了动态改进。仿真结果表明,该方法能较好地抑制"早熟",增加了获取全局最优解的概率,获得了更低的峰值旁瓣电平。     

基于模糊多目标对策的雷达反干扰策略优化

考虑到单部雷达反干扰效能评估指标多样化、模糊且存在不同权重的情况,在对策论基础上提出了一种雷达反干扰策略优化模型,并在考虑局中人偏好情况下,设计了一种模糊多目标对策最优混合策略求解算法,为找出较优化的雷达反干扰策略以及为战场决策提供参考。     

装备保障人员优化配置方法研究

将装备保障人员按级别分为操作人员、维修人员及管理人员,结合人员进入、培训和退出的状态,构造了状态转移矩阵,求出了各级别人员数量。定义了不同级别针对不同任务的保障效率,按照保障人员完成最高效率任务构建了最优化配置模型。通过实例验证了模型的实用性。     

认知MIMO雷达波形设计研究

认知多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达将认知技术与MIMO技术相结合,具备动态环境信息感知和自适应调节能力,受到雷达界的广泛关注。相比于传统雷达,认知MIMO雷达性能更优、适应性更强,是雷达迈向智能化发展的趋势,而发射波形的优化设计是实现雷达认知的关键,因而成为近年来学者研究的重点。首先介绍了认知MIMO雷达基本概念,分析了波形设计现状,然后在波形设计步骤的基础上,重点从优化准则和优化方法两方面总结了现有研究成果及特点,最后讨论了未来研究方向和需要解决的问题。