BVR空战仿真中具有分层学习能力的CGF实体行为仿真框架设计

针对超视距协同空战仿真是一个复杂系统的仿真特点,通过对预警机指挥引导下的多机协同空战过程的分析,建立了超视距多机协同空战行为功能框架,总结出多机协同空战过程中的影响因素。在分析了现有各种CGF系统体系结构及行为仿真框架基础上,结合超视距空战过程中各作战阶段的特点,建立了具有分层学习能力的编队协同空战自主兵力系统FCAF(Formation and Cooperative Air Combat Autonomous Force System,编队协同空战自主兵力系统)行为仿真框架,并给出了该行为仿真框架组成模块的形式化描述。仿真系统应用表明,在该框架中作战行为可以分解为一系列具有经验学习功能的行为基,并且各行为基可以重新组合,全面诠释了协同作战行为仿真的作战过程。     

无人机空战仿真中基于机动动作库的决策模型

根据无人机空战仿真需要和专家系统原理,建立了一套基于机动动作库的快速响应自主空战机动决策系统模型;根据第三代战斗机空战中典型的机动动作,建立了相应的专家数据库;通过对驾驶员经验的分析,建立了专家知识库,并将整套决策模型应用于空战仿真中.仿真结果表明,应用该模型建立的空战仿真系统,可以使无人机根据实时战场环境,实现快速自主决策空战模拟飞行.     

战斗机战术引导的广义编队控制研究

提出了用于空战战术引导的广义编队控制的概念和模型。分析了空战战术的特点,设计了战术引导控制系统的结构,该控制系统主要分为战术轨迹优化和广义编队控制。采用非线性规划来构建空战战术轨迹优化的通用算法,将执行同一战术任务的所有战斗机都纳入到一个广义的编队系统中,应用反馈控制设计分布式广义编队控制模型。最后,以双机水平散开战术为例来进行仿真验证,结果表明广义编队控制在使战斗机沿预定轨迹机动的基础上,保证了在战术引导过程中我方具有较大的战术优势。     

影响图决策方法在编队协同空战中的应用

针对空战环境下出现的大量不确定信息,将影响图决策方法和多Agent系统理论引入到编队协同空战决策研究中,把编队看成一个多Agent系统,编队中的长机和僚机都看成是Agent,利用影响图对多Agent系统进行建模,实现了编队中长机、僚机在不确定空战环境下做出结果最佳的决策。仿真结果表明了决策的有效性。     

空战仿真中机动控制模型研究

针对现代作战飞机方案评估和设计的要求,构建了现代空战仿真系统中计算机控制的飞机仿真基本框架。根据现代空战中典型机动动作对速度矢量的指向要求,从控制飞机速度矢量出发,建立了一类空战机动动作控制的基础模型,并对能反映飞机性能的限制环节进行了建模。仿真结果表明,利用该模型对飞机进行方案评估和性能指标设计是合理的,所建模型能够较好地仿真空战机动,体现飞机性能指标对空战机动的影响。     

航空兵掩护编队对突击编队掩护效能分析建模

研究了掩护编队对突击编队的掩护效能问题,给出了掩护编队的掩护效能定义和模型,修正了无掩护时敌歼击机截击成功概率模型,结合改进后的空战交换比模型,建立了有航空兵掩护编队护航时敌歼击机截击成功概率模型和我突防概率模型,并通过仿真算例验证了模型的有效性和合理性。可为航空兵部队合理进行作战编组、科学制定兵力出动计划提供参考和借鉴。     

飞行器综合设计仿真评估系统——采访西工大长江学者、全国政协委员高正红教授

记者:请高教授介绍一下战斗机空战仿真系统的发展背景. 高教授:空战仿真系统是对空战作战环境、作战方式、作战过程的仿真系统的总称.     

预警机指挥编队协同空战分层决策模型

分析了预警机指挥下的机群多编队协同空战过程,根据空战决策特点分别以编队和单机为研究对象,提出了分层决策模型,将预警机指挥下的空战决策分解为战役层决策和战术层决策。针对战役层决策,建立编队目标威胁评估和初始兵力分配模型;针对战术层决策,建立单机目标威胁评估和目标分配模型。通过算例分析,验证了决策模型的有效性和实用性。     

基于博弈论模型的多机协同对抗多目标任务决策方法

根据多机协同对抗多目标的空战特征,以敌我双方可能的相互攻击组合方式作为策略集,由敌我双方对抗态势分析定量结果确定支付函数,建立完全信息静态博弈模型.通过求解博弈模型的混合策略纳什均衡解,并结合一定作战经验,形成任务决策方法.以无人作战飞机编队对抗敌地对空防御系统为例,对本文所研究的任务决策方法进行了验算.     

空战格斗飞行机动数据库建立及应用

空战格斗任务面临环境高复杂性、博弈强对抗性、响应高实时性、信息不完整性、边界不确定性等多项挑战。为此，已建立人类飞行员空战格斗飞行机动数据库ACED(Air Combat Engagement Database)，系统采集人类优秀飞行员空战格斗飞行机动数据。基于该数据库，首先分析了空战格斗飞行机动方程，提出应重点分析飞行员在空战任务中的滚转角及法向过载决策指令；研究确定了近距空战格斗任务中的人类飞行员飞行机动决策时间窗，并采用能量谱分析方法确定了飞行员在近距空战格斗飞行机动中的滚转角决策频率；针对采用航炮作为主武器的近距空战格斗任务，研究了近距空战格斗敌机轨迹预测算法。相关方法可有效预测航炮炮弹生命周期内的敌机未来轨迹，有力支撑了航炮自动火控算法的研发，助力在相关空战竞赛中取得优异成绩。本文系列应用示例验证了已建立的空战格斗飞行机动数据库的有效性。     

计算机兵力生成在空空对抗仿真建模中的应用

研究了计算机兵力生成在空空对抗仿真建模中的应用。首先,介绍了计算机兵力生成在空战中的体系结构;然后,详细地举例分析了体系结构中的实体行为模型和人工智能行为模型。最后,结合兵力生成理论在一个空空对抗实例中的应用,把整个理论体系串连起来。该仿真系统可以完成系统建模,系统设计和可视化演示,具有一定工程实用性。     

雷达对抗仿真系统中雷达数据库设计与实现

针对当前对雷达对抗系统效能评估的需求和仿真技术的发展,提出基于HLA的雷达对抗仿真系统总体结构及其数据库设计,重点阐述应用面向对象思想的雷达数据库设计,并在VC环境下采用ADO技术访问数据库;最后分析说明一个雷达对抗仿真系统的仿真实例。该系统已应用于工程项目中,取得了较好的效果。     

仿真系统在型号研制中的作用和地位

仿真技术的应用范围已从作战领域扩展到武器型号研制领域。阐述仿真、仿真模型和仿真系统的基本概念和特点，以及分布交互仿真和虚拟仿真与型号研制的关系。以战术导弹为例探讨了仿真系统在型号研制、试验、评估和降低成本中的重要作用。     

下一代战斗机设计中的几个飞行力学问题

综述了下一代机设计中的超音速巡航和隐形，敏捷性与过失速机动和空战模拟等几个飞行力学问题，讨论了这些问题提出了背景，每个问题中涉及的飞行力学内容，介绍了国内外在这些方面的进展，着重讨论其中的过失速机动的机理，典型飞机的非线性控制律设计以及建立作为战斗机作战效能评估所用的空战模拟软件，并在其设计中应当考虑的几个主要问题，而由此得以相应的结论。     

现代空战机动决策研究

将影响图和对策论引入到现代空战机动决策中,提出了考虑交战双方对抗的n步连续机动决策的多级影响网对策决策模型。首先,确定现代空战飞机相关数学和运动模型;其次,将大规模群集空战转化为多个小集团作战;在此基础上,依据协同的原则,又将小集团作战转化为多个一对一空战,然后运用多级影响图对策理论解决一对一空战。空战仿真结果表明该模型的有效性。     

虚拟座舱多功能显示器的设计与实现

在剖析座舱显示系统的发展及现状的基础上,本文详细介绍了虚拟座舱多功能显示器的设计原理及过程。整体系统的设计基于Open GL开发的仿真软件平台,系统的通信接口遵循W indows套接字规范,模块化架构兼顾了软件的移植性和继承性。通过任务计算机传输数据,虚拟多功能显示器可以实时显示飞机的飞行、导航、机载设备运行状态等参数,较好地模拟了战机实战状态下的各种数据显示。     

超紧凑型进气道气流控制技术

现在和未来的作战飞行器,推进系统对于飞机的费用、质量、体积、生存力、性能和总体外形都起着至关重要的作用,常规设计技术已经无法满足未来的高隐身、超短型进气道的设计目标,主动流动控制技术提供了一种途径来满足这一需求。本文对进气道主动气流控制的方法和效果、气流控制理论及数值模拟技术作以介绍。     

V／UHF空地数据链仿真试验研究

战术数据链是数据通信技术在军事方面的典型应用,机群协同空战过程中,拥有数据通信机群的作战效能远高于不具备数据通信的机群。本文介绍了V／UHF空地数据链的基本结构、通信链接控制模式和频分时分复用传输模式,最后,对空地数据链仿真试验状况及仿真系统的结构做了较为详细的叙述。     

信息融合在空战中的应用

主要讨论航空电子系统中的信息融合及在空战中的应用,介绍了信息融合的结构和一般方法,在综合应用场合,信息融合通常先进行同类信息融合,再进行不同类信息融合,在现代空战的应用中,信息融合可帮助分析,处理和综合各类信息源信息及人类专家知识,并结合空战中信息融合应用实例,讨论基于Ｋａｌｍａｎ滤波,模糊逻辑和专家诉信息融合的设计及实现。