基于PCA-MPSO-ELM的空战目标威胁评估

目标威胁评估是空战对抗过程中的关键环节。由于影响空战目标威胁评估的因素复杂多样，且指标之间存在相关性，导致传统的评估算法无法得到准确客观的评估结果。由此，提出了一种基于主成分分析法和改进粒子群算法优化的极限学习机（PCA-MPSO-ELM）的目标威胁评估算法。首先，综合分析了影响目标威胁程度的指标，利用主成分分析法对原始评估指标进行线性变化处理得到综合变量，消除了评估指标之间的相关性，实现了对评估数据的降维；在此基础上，构建ELM神经网络并利用改进的粒子群算法优化极限学习机的输入权值和阈值，提高了目标威胁评估模型的精度。最后，在空战训练测量仪中选取空战对抗数据，利用威胁指数法构造了目标威胁评估样本数据，通过仿真实验分析了PCA-MPSO-ELM算法的精度和实时性，结果表明所提算法可以快速准确地进行空战目标威胁评估。     

智能空战仿真中的目标威胁估计方法研究

针对智能空战仿真中的目标威胁估计问题,提出了一种基于遗传模糊推理的目标威胁估计方法,用于支撑智能空战仿真中目标分配决策。首先,研究了基于遗传模糊推理的目标威胁估计方法;然后,介绍了该目标威胁估计方法在智能空战仿真中的应用。仿真结果表明,目标威胁估计结果合理,能有效支撑目标分配决策。     

基于贝叶斯网络的空战效能评估方法研究

贝叶斯网络是一个基于概率推理的数学模型,常用于解决复杂系统间的不确定性,且具有较大优势。空战过程是一个极为复杂的过程,具有较高的不确定性,针对空战效能评估过程中存在的问题,结合空战理论和实际情况,建立空战效能评估的贝叶斯网络模型,提出基于贝叶斯网络的空战效能评估方法,并进行仿真分析。结果表明:该评估方法能够根据战场环境证据对空战信息优势、协同能力、部队效能、决策指挥能力进行效能评估,为决策提供有力依据,且具有很强的学习能力与推理能力。     

基于改进证据网络的空战动态态势估计方法

针对无人机空战态势估计既需要综合考虑多类型因素影响,又需要具有不确定性推理能力的特点,建立了一种基于改进证据网络的动态态势估计模型并设计了威胁等级评估推理方法。首先,考虑空战决策时间较短的特点,提出变量框架等级缩减方法以提高网络运行效率;然后,针对空战态势信息具有大不确定性的特点增加冲突数据自适应融合算法以及网络证据的时间序列预测,提高证据的合理性;最后,引入时空融合思想和变权机制将前一时刻的威胁信息作为评判后一时刻威胁的重要标准,应用威胁在时间维度上的递归合成增加信息在时间方向的传递,改善了由于证据失真引起的评估结果的不合理性问题,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

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。     

Monte-Carlo法仿真评估航空兵空战效能

通过对仿真原理的比较分析,得出Monte-Carlo法比数学解析法更适用于航空兵空战效能评估。按照航空兵空战效能的Monte-Carlo仿真评估过程,研究了红蓝方机初始位置与相对位置的确定方法,设计了对飞机进行飞行仿真与轨迹描述的建模思路与方法,建立了飞机空战战术机动动作库,进行了飞机搜索发现能力与射击效果的仿真并进行了仿真举例。     

超视距空战的威胁估计

针对现有超视距空战威胁估计模型的不足,提出了一种新的基于模糊逻辑的超视距空战威胁估计模型。该模型以机载中远程空空导弹攻击区、雷达搜索区性能参数以及双方战术几何关系、相对运动趋势作为评估对象进行模糊化,设计了角度优势、距离优势推理模块,并以二者的加权和作为当前空战态势的优势指数。模型较为全面反应了空战态势与参战飞机的作战能力,可为超视距多机协同攻击多目标空战时的目标分配、战术选择提供参考。仿真结果验证了模型的有效性。     

基于仿真的空战效能评估分析研究

分析了作战飞机在执行空战任务过程中的使用特点,结合现代空战的特点、考虑四代机的特征及作战飞机各系统间的耦合情况,应用概率理论建立了作战飞机空战效能的计算评估体系,同时给出了发现目标概率、占位开火成功概率、导弹杀伤目标概率3个用于评估空战效能的阶段性指标.根据空战各阶段的特点,应用效能计算评估体系辅以模拟仿真的方法完成了空战效能的评估.结果表明,空战效能评估结果与空战能力评估结果吻合情况很好.     

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。     

基于模糊贝叶斯网的空战传感器资源管理方法

空战中目标状态信息的不确定性、目标与我机相对态势是影响机载传感器资源分配问题的重要影响因素.针对此问题,提出一种基于模糊贝叶斯网(FBN)的空战传感器资源管理方法,以空战传感器资源管理中涉及的影响因素因果关系作为建网依据,将目标信息增量、目标威胁、飞行员指令作为证据变量驱动网络进行概率推理,从而获取空战传感器资源的分配结果.仿真结果表明,与传统方法相比,方法的自适应变间隔采样策略能够根据目标威胁及飞行员指令影响,管理空战态势不同阶段的传感器资源以满足空战作战任务需求.     

基于Elman神经网络的战斗机空战轨迹预测

轨迹预测是空战态势感知中的关键问题。针对传统轨迹预测方法模型简化程度大、预测精度偏低的问题,提出了基于Elman神经网络的战斗机空战轨迹预测方法。首先,以一对一空战为背景,建立了基于Elman神经网络的目标机空战轨迹预测模型;其次,在利用空战训练测量仪(ACMI)中记录的空战数据基础上,选取了一对一空战轨迹,并构建了训练样本和测试样本;然后,通过仿真分析了不同算法进行轨迹预测的精度。结果表明,与传统粒子滤波算法相比,Elman网络模型预测误差更小、预测效果更好,可以更加准确地进行目标机空战轨迹的预测。     

多机空战仿真研究

武器系统的效能仿真是开展武器系统总体论证的重要手段,对战斗机而言,它的效能主要体现在空战能力的高低.利用数学模型进行单机(I对1)和多机(M对N)的空战仿真,评估包括飞机、发动机、火控雷达和机载武器系统等性能的综合空战效能,是美国和俄罗斯从研制第三代战斗机(如F-15和F-16、米格-29和苏-27)开始采用的重要手段.其中单机空战仿真主要研究航空技术对飞机空战效能的影响,而多机空战仿真则研究飞机数量和质量的关系.     

机动性/敏捷性参数对超视距空战效能的影响

分析了超视距相关的机动性和敏捷性要求。根据已经建立的仿真平台,以两架典型三代战斗机为对抗双方,借助矩阵博弈的决策模型进行了一对一空战仿真。在此基础上,调整有关飞机机动性和敏捷性参数,利用所得作战结果评估飞机的作战效能,并分析了相关参数对作战飞机设计的影响。仿真结果再现了红蓝双方由超视距空战到视距内空战的整个作战过程,结果对飞机参数设计具有一定的参考意义。     

灰色关联综合优化法评估超视距空战效能

为克服以往的效能评估中存在效能指标可信度降低、缺乏横向可比性等弱点,提出利用灰色关联综合优化法对战斗机超视距空战效能进行评估.分析影响超视距空战效能的因素,建立超视距空战效能评估层次体系模型,通过评估实例研究利用灰色关联综合优化法评估战斗机超视距空战效能的步骤.通过对评估结果的分析表明,灰色关联综合优化法是评估超视距空战效能的一种有效方法.     

基于模糊聚类的近距空战决策过程重构与评估

目前大量研究集中在空战的智能决策和解决近距空战评估结果"是什么"的问题上,却极少关注评估结果的"为什么"。根据空战训练中记录的客观数据的变化特征,提出基于模糊聚类的方法来计算决策序列,构建模糊粗糙决策系统,以实现对近距空战决策过程的重构;通过计算分析条件属性之间的相对重要度,对具有相似重要度的决策对象序列进行二次聚类划分,分析出关键决策点集合。通过实例研究,从空战能量和相对方位2个方面对近距空战决策过程进行了评估分析。结果表明,从空战决策的角度可认为关键决策点集合是产生评估结果的原因。     

基于加权动态云贝叶斯网络空战目标威胁评估

针对目标威胁评估中信息表达的不确定性和评估指标之间的关联性,以及动态贝叶斯网络推理方法不能满足条件独立性假设的问题,提出了一种基于加权动态云贝叶斯网络的目标威胁评估模型。首先,利用云模型良好的知识表达能力将不确定性信息进行定量描述;其次,基于改进的灰色关联系数极大熵模型求解指标间权重,弱化了贝叶斯网络节点条件独立性假设;最后,利用证据相关法对加权动态云贝叶斯网络进行推理,实现了关联性指标间的评估。仿真结果表明,该模型能够有效地进行超视距空战目标威胁评估。     

基于强化学习的无人机空战机动决策

针对一对一空战中无人机机动决策问题,提出了一种基于强化学习的无人机空战机动决策方法。在强化学习的框架下,分析表征空战态势的各主要因素,建立空战优势函数并以此作为强化学习回报值的基础;设计空战机动决策的动态模糊Q学习模型,对空战机动决策的状态空间进行模糊化作为强化学习的状态输入;选取典型空战动作作为强化学习基本行动,通过各模糊规则的触发强度加权求和实现连续行动空间的覆盖。相对于传统方法,本方法具有更强的鲁棒性和自主寻优性,在不断的仿真和学习中无人机所做的决策水平能够不断提高。     

机载航电系统半实物仿真技术研究与平台构建

基于现代空战对航空装备的作战需求,围绕机载设备的工作特性和真实作战场景搭建半实物仿真环境,是地面评估机载航电设备性能和飞机作战效能的重要仿真方法。本文围绕半实物仿真平台建设过程中的关键技术进行分析,结合多型号飞机航电综合环境实际,构建机载航电系统半实物仿真联合试验平台。     

基于生存力分析的战斗机超视距空战效能评估

超视距空战已经成为现代空战的主要模式。本文通过对战斗机生存力进行分析,用概率分析法计算了敏感性概率和易损性概率,评估了飞机生存率和飞机损失比等作战效能指标,发展了一种新的超视距空战效能的计算方法。给出了战斗机一对一超视距空战效能评估的计算实例,验证了计算方法的有效性。     

编队空战的目标分配研究

编队空战目标分配可以使飞行员在选择空战对手时更趋理性,也更有针对性。首先分析了构成目标威胁的因素,运用层次分析法确定了构成目标威胁度各因素的权值;进而构建了目标分配函数,并运用最优势原理实现了目标的分配;最后,通过设定双方不同性能的飞机空战作为目标分配实例进行了计算,计算结果符合编队空战的一般规律,表明所提出的方法可以解决实际编队空战中目标分配问题,方法简洁,结果可靠。