舰空导弹武器系统加权射击效能优化模型

针对如何优化舰空导弹武器系统加权射击效能这一问题,在考虑转火射击周期的基础上,着重研究了多通道火力分配模型,综合集成了杀伤区模型、火力分配区域模型、目标威胁度评估模型、火力分配模型、加权射击效能模型,对舰空导弹武器系统的作战效能进行了评估。仿真结果表明,所建立的舰空导弹武器系统加权射击效能优化模型是可行的。     

预警飞机任务效能数学模型研究

研究建立实战条件下武器系统可靠性维修性保障性因素综合评价模型,对武器系统可靠性维修性保障性参数指标论证过程中简化分析和减少对仿真技术的使用具有实用意义。通过研究和分析实战条件下的预警飞机使用状况,利用概率方法建立了其作战条件下的任务效能数学模型,为利用解析法进行预警飞机可靠性维修性保障性指标论证提供了可行手段和重要模型,为定量评价可靠性维修性保障性因素对预警飞机作战影响奠定了基础。     

截击机作战起飞规划模型研究

根据截击机在优化的目标分配形式下拦截效果的概率模型,导出了截击机在拦截多攻击机机群时的最优目标分配形式;研究了机场飞机起飞架数与机场战术、技术参数、机场收音机的战术、技术参数以及与攻击机的进攻态势之间的关系;确定了多机场飞机对多攻击机机群进行最优目标分配时所应满足的量化关系,给出了模型可对作战决策过程提供理论依据。     

基于效能的先进战斗机航电系统动态重构方法

为满足未来先进战斗机全战斗过程的对敌压制能力需求，分析了作战任务与航电系统支持能力间的关系，建立了"作战任务-航电能力-资源需求"间的关系矩阵和航电系统效能模型；以最大化全飞行阶段航电功能整体效能和飞行安全为目标设计了针对不同作战场景的航电系统动态重构策略及重构流程；通过数值分析，对比了动态重构航电系统与静态配置航电系统在不同作战区边界的效能，表明动态重构特性能有效提高战斗机各阶段的作战效能，提高有限资源条件下的阶段优势。     

基于贝叶斯网络的要地防空目标威胁评估模型

目标威胁评估是要地防空作战决策的重要组成部分。文章对要地防空的目标威胁评估进行了研究,将目标威胁意图引入目标威胁评估,在对要地防空目标威胁评估要素进行分析的基础上,建立了基于贝叶斯网络的目标威胁评估模型;针对要地防空的实际情况,在求得目标对各要地(阵地)的威胁度的基础上,建立考虑各要地(阵地)不同价值的要地防空目标威胁综合评估模型,满足实际作战需要,为武器目标分配提供了依据。     

复杂条件下岸导武器系统效能模糊评价

根据信息化条件下作战需求,结合新型岸导武器的发展,建立了岸导武器系统作战效能的评价指标体系,运用模糊层次理论建立了岸导武器系统的作战效能模糊评判模型并进行了效能评价研究。     

基于任务协同的有人机/无人机 对海攻击作战效能评估研究

通过分析攻击敌海上舰船目标过程中有人机/无人机编队的作战使用方式及影响其作战效能的主要因素,建立了有人机/无人机编队协同攻击海上目标的作战效能评估指标体系,运用ADC法构建了有人机/无人机混合编队攻击敌舰船目标作战效能评估模型,通过算例证明了该方法适应于有人机/无人机编队的作战效能评估,为有人机/无人机协同作战决策提供了有效的参考依据。     

一种基于最短接近时间的目标分配方法

提出了一种在无线网络的支持下,使得机群平均接近时间最短准则的目标分配方法。对于给定的敌我相对运动态势和机载武器配置,每一架飞机进入攻击位置的时间是可以通过适当的模型和算法计算出来。本文假定飞机在进入发射位置的过程中,一直在试图消除瞄准误差,因而可以采用比例导引律来逼近其航路,由此可以得到飞机应飞时间的积分表达式。以此表达式为基础,以机群整体占位时间最小,本文得到了一个目标分配策略。     

基于遗传算法的地地导弹火力优化分配方法

火力分配直接关系到导弹作战效能的高低。本文针对多枚同型号导弹攻击疏散型集群目标的问题进行分析建模,并对模型进行验证。结论表明,借助遗传算法求解来实现火力优化分配,效率较高,是一种较好的工程适用方法。     

攻击机对海作战目标分配研究

针对攻击机对海作战时攻击资源分配问题,建立了攻击机编队对敌舰艇编队防空火力进行突防的模型,得到了舰艇编队中每一个目标在不同攻击强度下被毁伤的期望,利用动态规划方法确定了在毁伤期望最大情况下攻击机对舰艇的目标分配策略。     

相控阵雷达长时跟踪波束调度与波形优化策略

针对相控阵雷达多目标跟踪波束调度和波形参数优化控制的问题，本文提出了一种基于马尔可夫决策过程（MDP）的相控阵雷达跟踪波束调度与波形参数优化策略，该方法以无迹卡尔曼滤波（UKF）算法为基础来估计目标的状态。首先将本文的序列决策问题建模为马尔可夫决策过程，定义了资源的效费比和长期回报率，然后与当前实际跟踪误差综合考虑作为MDP的回报函数，进而给出了调度的优化模型，最后将长时决策问题转化为动态规划算法结构进行求解，并且提出了一种并行混合遗传粒子群优化算法来求解各决策时刻的最优策略。仿真结果表明了长时策略的先进性以及寻优算法的优越性，与传统的短时策略相比，跟踪精度可提高11.17%。     

基于工业物联网的混流车间机器人自适应调度

随着工业物联网技术与人工智能技术深度融合,物料机器人已广泛应用于物联网车间中。针对车间存在实时动态变化和状况不确定等诸多复杂因素,本文提出以组分层建树和以实时状态为根节点的SP–MCTS(Singleplayermonte-carlotreesearchalgorithm)搜索方法实现车间自适应调度决策。该方法将机器人调度问题转化为马尔科夫决策过程(Markov decision process,MDP),并详细描述车间状态、动作、奖励和策略的表示方法。在实时调度过程中,该搜索方法依据工件组分层建树,搜索中只考虑相邻两组间的状态关系,从而简化计算难度。在子树搜索中,应用SP–MCTS以实时状态为根节点进行搜索,同时应用扩展方法和剪支方法进行策略探索和信息累积,使得在子树内实时状态节点越深,就越能够快速精准获取最优策略。最后,通过实际案例模拟分析,验证了该方法的有效性和优越性。     

基于MDP-GERT的航空装备维修保障流程优化研究

针对航空装备维修保障中存在的维修保障能力难以满足保障需求的问题,结合马尔科夫决策过程与图示评审技术,提出了一种新的航空装备维修保障流程优化模型。首先在GERT网络中嵌入决策节点,以总维修时间为目标函数,构建了航空装备维修保障流程MDP-GERT网络模型；然后利用策略迭代法和蒙特卡罗仿真技术,给出了模型的求解方法；最后,结合案例得到多机充氮流程的优化工序和预计时间,验证了模型和算法的可行性和有效性。结果表明:利用该模型对保障流程进行优化,能够有效地为缩短维修保障时间提供决策支持,提高维修保障效率。     

倾转旋翼飞行器的建模和操纵分配策略

针对倾转旋翼飞行器试飞样机建立了旋翼、机翼、短舱、机身、平尾、垂尾等部件的非线性气动模型和飞行动力学模型,研究了直升机模式、倾转过渡模式和飞机模式下的操纵特性,根据配平分析和小扰动线性化处理结果得到了不同飞行模式下的操纵效率,提出了一套适用于全飞行模式的操纵分配策略,解决了飞行控制随飞行模式变化出现的气动结构部件变化与操纵冗余的难题.利用所提出的操纵分配策略可使飞行控制器统一设计,无需按不同飞行模式设计不同控制律,有效降低了飞行控制器的设计难度.仿真验证了倾转旋翼飞行器飞行动力学模型的可信性和操纵分配策略的有效性.      

Real-time trajectory optimization for powered planetary landings based on analytical shooting equations

Traditionally, numerical trajectory integration for shooting equation calculation and iterations for shooting with randomly guessed initial solutions deteriorate the real-time performance of indirect methods for on-board applications. In this study, the indirect method is improved to achieve real-time trajectory optimization of fuel-optimal powered planetary landings with the help of analytical shooting equation derivations and a practical homotopy technique. Specifically, the contributions of t...     

基于蒙特卡罗仿真的FADEC系统多故障TLD分析方法

航空发动机电子控制系统的时间限制派遣(TLD)分析是飞机系统安全性分析的重要内容,是商用飞机及航空发动机型号合格审定的一项必要工作,传统方法无法解决多故障情形下的TLD问题。对多故障TLD方法进行了研究,提出了多故障派遣时的派遣间隔决策方法与维修策略决策原则,基于蒙特卡罗仿真提出了多故障TLD分析方法,结合具体案例验证了方法的有效性,并针对典型全权限数字式电子控制系统(FADEC)进行了多故障TLD分析。结论表明,与单状态马尔可夫模型方法相比,本文方法具有较高的精度,误差在0.25%左右,同时能够避免马尔可夫过程繁琐的建模工作,并且具备工程实用性。     

发动机控制系统限时派遣运行的成本优化方法

限时派遣TLD可以提高飞机的签派可靠度,降低由于航班延误或取消导致的运行损失。面向TLD分析建立了典型发动机控制系统马尔可夫模型,利用连续时间马尔可夫链CTMC推导了状态稳态频率公式,构建了系统单位时间运行成本模型。以平均完整性要求及签派可靠度要求为约束条件,以带故障派遣时间为决策变量,以系统单位时间运行成本以及签派可靠度为优化目标,分别构建了TLD分析的单目标和多目标优化模型。结合简化的发动机控制系统和实际全权限数字式发动机电子控制FADEC系统给出了工程应用实例,验证了模型的有效性。实例表明本文方法能够保证飞机在满足安全性要求和签派可靠度要求的条件下降低运行成本。     

Remaining useful life prediction for engineering systems under dynamic operational conditions: A semi-Markov decision process-based approach

For critical engineering systems such as aircraft and aerospace vehicles, accurate Remaining Useful Life(RUL) prediction not only means cost saving, but more importantly, is of great significance in ensuring system reliability and preventing disaster. RUL is affected not only by a system's intrinsic deterioration, but also by the operational conditions under which the system is operating. This paper proposes an RUL prediction approach to estimate the mean RUL of a continuously degrading system under dynamic operational conditions and subjected to condition monitoring at short equi-distant intervals. The dynamic nature of the operational conditions is described by a discrete-time Markov chain, and their influences on the degradation signal are quantified by degradation rates and signal jumps in the degradation model. The uniqueness of our proposed approach is formulating the RUL prediction problem in a semi-Markov decision process framework, by which the system mean RUL can be obtained through the solution to a limited number of equations. To extend the use of our proposed approach in real applications, different failure standards according to different operational conditions are also considered. The application and effectiveness of this approach are illustrated by a turbofan engine dataset and a comparison with existing results for the same dataset.     

永磁同步电机有限控制集模型预测转矩控制系统研究

建立了基于定子磁链xy坐标系的永磁同步电机(PMSM)有限控制集模型预测转矩控制(FCSMPTC)系统,仿真验证了系统的有效性和可行性。针对磁链和转矩预测模型较为复杂的问题,提出了磁链和转矩的简化预测模型。理论分析、仿真和试验结果验证了FCSMPTC的简化模型与常规模型控制效果相当,可明显减小计算负担,提高系统实时性能。将电压矢量幅值和角度作为FCSMPTC的控制变量,设计了变幅值变角度的备选电压矢量集合。仿真结果表明该备选电压矢量集合可有效减小稳态转矩脉动,但动态性能不及传统备选电压矢量集合。基于不同备选电压矢量的特点,提出了根据系统状态自适应动态变化的备选电压矢量策略。仿真结果表明,该控制策略在静动态下均可取得良好的控制性能。     

俯冲状态炮击后座力对直升机运动姿态的影响

俯冲状态武器发射是直升机的典型攻击状态。基于工程估算的目的,假定俯冲射击过程为匀加速度运动,建立了直升机炮击扰动运动方程;在射击点配平的基础上利用变步长的四阶龙格－库塔法对方程求解,获得了炮击后座力对直升机运动姿态的影响。实例计算包括武器对称单发,对连续多发与非对称连续多发发射。计算结果表明该方法合理可行。