智能空战体系下无人协同作战发展现状及关键技术

在未来复杂的战场环境下，运用多架无人机在飞行空间内构成相互协作、优势互补及效能倍增的协同作战系统，是取得智能空战胜利的关键所在。首先阐述了无人系统的定义，并分析了其内涵和分类，指出智能化是无人系统未来的发展方向，根据自主完成任务的能力进行了分级。随后引出了典型的协同作战样式，阐述了国内外协同作战发展的现状。从协同态势感知技术、交互与信息作战云技术、智能决策技术、自主攻击技术、集群协同技术及学习与进化技术等分析了制约协同作战水准的关键技术。     

星间链路数量受限的导航卫星网络链路分配问题

对星间链路数量非常有限、需要同时满足星间测距和星间通信需求的导航卫星网络的链路分配问题进行了研究。首先,分析了导航卫星网络的特点,并设计了一种基于有限状态自动机(FSA)的拓扑处理机制。然后,将星间测距需求作为一个约束,以星间通信的延时性能为优化目标,将导航卫星网络的链路分配问题建模为一个多目标优化问题。最后,针对建立的多目标优化问题,分别提出一种基于首次改善(FI)的本地搜索算法和基于模拟退火(SA)的启发式优化算法以对链路分配问题进行求解,并提出一种基于分支交换策略的新链路分配生成方法。仿真结果表明,通过FI算法和SA算法获得的优化链路分配的网络延时性能均得到了改进,且SA算法的性能要优于FI算法;同时,FSA的状态持续时间的减小有利于获得网络延时性能好的链路分配。     

基于改进D-S证据理论的航空发动机转子故障决策融合诊断研究

针对单一传感器的测量信息难以准确、全面地反映航空发动机转子、轴承和齿轮的工作状况,进而造成振动故障诊断难度大的问题,提出安装多个振动传感器组成传感器网络,建立基于多传感器信息的发动机转子故障决策融合诊断系统。由于多传感器系统不可避免地会存在各传感器信息不一致、信息冲突的情形,因此针对该融合诊断系统的信号测量、信息预处理、特征提取、故障诊断及决策融合5个环节,重点研究了决策融合环节的Dempster-Shafer（D-S）证据决策融合方法存在的冲突证据融合失效问题。通过分析原因,从避免“一票否决”现象和证据加权平均两个方面进行改进,提出了改进D-S证据融合方法,并应用于航空发动机转子的模拟故障决策融合诊断中。结果表明基于D-S证据理论对3个传感器的单一诊断结果进行决策融合,能得到比任一单个传感器更准确、可靠的结果;而改进D-S证据融合方法由于能在一定程度上克服冲突证据融合带来的失效问题,且能同时兼顾处理好非冲突证据的融合,故其对于证据冲突和非冲突情形都取得了较好的融合效果,因此总的分类正确率要高于常规D-S算法和PCR5算法。     

现代作战飞机方案评估与决策系统的设计与实现

作战飞机方案的评估,是现代军事和作战问题研究的重要组成部分,也是飞机改进改型和方案优选的重要依据。根据确立的现代作战飞机方案评估的五个层次及相应的计算方法,采用VisualC＋＋的MFC模块设计并开发了一种通用的作战飞机方案评估和决策系统。该系统综合了解析评估法、专家评估法和计算机仿真等多种方法,能够进行飞机综合作战能力、综合作战效能、综合使用效能、综合使用效费和方案评估决策五个层次的量化评估,并可以提供数据文件和可视化图形两种结果形式。采用该系统对多个飞机方案进行评估,结果表明：该系统功能齐全、操作简便、易于通用和拓展,能够提高了飞机方案评估的效率、科学性和综合性,对现代作战飞机及其他武器系统的方案评估和优选提供参考价值。     

决策融合功能与体系结构研究

介绍了决策融合系统的概念、功能范围,并详细探讨了决策融合结构模型及实现方法。     

基于深度神经网络的空间目标结构识别

利用空间目标雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)序列开展空间目标结构识别是空间态势感知的重要组成部分。文章针对 RCS序列受目标物理特性、姿态特性影响大,序列信号非平稳特征明显的问题,利用深度神经网络（Deep Neural Network,DNN）算法解决空间目标结构特征识别的问题;针对特征提取不具区分度的问题,提出利用分形分析提取RCS序列的分数维特征,并利用Fisher判决率对传统特征进行选取;介绍了DNN算法以及数据处理过程;最后,利用一组仿真测试数据对算法进行了仿真验证。分析结果表明,DNN算法在解决利用RCS序列进行目标结构识别这一问题中具有鲁棒性强、识别准确的特点。     

一种基于多目标决策的超音速民机方案评价方法

以旅客对于超音速民机的需求为出发点,结合人机环境工程中的人体疲劳概念,采用一种基于多目标决策的超音速民机方案评价方法,对超音速民机方案进行评价。将旅客对于旅行快速性、舒适性和经济性方面的要求作为建模的基本属性,建立旅客出行时对于飞机机型选择的多目标决策模型,从市场需求的角度来论证超音速民机方案的可行性。阐述了该可行性方案研究方法的实现原理及建模步骤,并将方法用于新一代超音速民机的初步方案评价中。     

蒸汽动力分布式集成智能故障决策支持系统

船舶蒸汽动力故障决策支持系统是一个复杂的系统决策问题。文章借鉴RODOS系统（核事故应急决策支持系统）的思想,将分布式系统结构、系统集成思想以及智能运作机制引入到决策支持系统之中,提出船舶蒸汽动力系统分布式集成智能故障决策支持系统的理论框架和结构。系统可充分利用分布式集成智能理论的自主性、反应性和自觉性,对蒸汽动力系统故障时的处置决策提供有效支持。     

基于多目标进化算法的卫星机动路径规划

建立了带挠性帆板卫星姿态控制问题的多目标优化模型,并基于一种多目标优化精英进化算法,规划卫星姿态机动的最优路径,以进一步提高卫星姿态控制系统的控制性能.仿真结果表明,所提方法只需运行一次,便能够有效地规划出一组多样性较好的非支配路径解,供决策者在不同的工作目标下选择,有效地缓解了卫星快速性、姿态稳定度、卫星机动所激发的帆板低振动强度之间的矛盾.      

多目标自然层流翼型反设计方法

 进行了基于扰动放大N-因子的目标压力分布设计方法的多目标自然层流（NLF）翼型反设计方法研究。流场分析和转捩位置计算用XFOIL程序,大大减少了计算花费。用N-因子设计方法进行有NLF范围要求和满足气动约束的目标压力计算,压力恢复段的压力分布用Stratford分离准则来进行设计。用基于响应面方法的优化方法来进行反设计计算,使用不含二阶交叉项的二次多项式模型的响应面模型,大大减少了构造模型所需的试验次数;设计空间内试验点的选取满足D-优化准则。根据设计目标的设计状态,进行了多目标翼型反设计。计算结果表明,设计结果的层流范围和设计目标基本吻合,该方法可以用于NLF翼型的多目标反设计中。