基于多智能体的舰艇编队防空仿真系统研究

近年来兴起的复杂性科学研究,特别是复杂适应系统理论,为作战仿真的研究提供了新的思路.文中运用HLA/RTI技术搭建舰艇编队防空仿真系统的框架,将水面舰艇编队防空作战中的各类作战子系统抽象为智能体,并且设计智能体的内部结构.以舰艇编队拦截不同飞行高度的反舰导弹为例,通过各类作战子系统智能体对防空作战中各种作战原则的适应性学习,验证基本的舰艇编队防空原则,并使用目标分配策略解决多个智能体拦截同一目标的冲突问题.     

编队协同防空决策优化模型研究

在有限的防空资源下,如何根据作战态势的变化选择舰艇编队的作战单元,来提高舰艇编队协同防空的作战效能,是指挥员所必须要考虑的问题。为了提高整个编队的防空作战决策效能,在舰艇编队防空协同作战的基础上,对舰艇编队防空决策优化决策模型进行了研究,提出了基于多阶段多目标的个体/协同信息成员选择模型。     

多智能体最优持久编队动态生成与控制

研究了多智能体系统中最优持久编队生成算法,并根据对应的通信拓扑设计了最优持久编队的运动控制算法.首先,提出了基础圈概念,通过有向增加顶点操作,研究了基础圈为三角形或包含部分四边形的最优持久编队的分布式生成算法;在此基础上,考虑到持久编队中单向通信邻居的状态信息,设计了基于距离的最优持久编队运动控制算法.最后,仿真研究验证了所提算法的有效性.     

基于刚性图的多智能体编队控制研究

对多智能体编队执行结点扩展、集结、分离等操作后,保持编队队形稳定的问题进行研究。利用代数图论为研究工具,介绍了刚性图和最小刚性图的概念,基于刚性图理论对多智能体编队操作进行形式化描述和数学建模,重点研究了结点增减、编队集结、分离等操作下编队刚性保持的条件,并给出保持编队刚性的理论证明。采用编队控制的形式化建模方法,可对进一步深入编队队形控制算法以及控制器的设计等问题提供编队操作的形式化表达,具有一定的借鉴意义。     

舰艇编队协同防空连续射击次数仿真分析

为解决舰艇编队协同防空中的射击次数计算问题,提出了受杀伤区纵深、航路捷径和舰艇间隔距离约束的计算模型。利用导弹发射时刻至弹目遭遇时间内弹目之间的几何关系,经过归纳递推得到单艘舰艇零航路捷径和非零航路捷径时的舰空导弹射击次数模型。将编队协同防空的射击次数计算分解为被攻击舰和邻舰的射击次数之和,依据编队协同防空的几何关系得到邻舰掩护杀伤区纵深,得到了该纵深的远界和近界约束,进而得到邻舰的舰空导弹掩护射击次数模型。结合实例,研究了编队连续射击次数对目标速度、舷角和舰艇间隔距离等关键参数的敏感度,表明了模型的可行性和实用性。     

多智能体系统的最优持久编队生成策略

针对二维空间中减少智能体间通信链路的能量消耗问题,提出了一种基于最优刚性编队的最优持久编队生成算法.算法提出了针对智能体连通度数目的有向化操作方法,通过层层缩减最小刚性图范围的方式生成最优持久图,这种方法能对任意最小刚性图进行持久化,从理论上证明了算法的可操作性.仿真结果验证了算法的有效性.     

基于一致性和自抗扰的多智能体编队控制方法

多智能体协同编队问题是多智能体研究的热点问题。本文主要研究了扰动环境下四旋翼无人机群的编队控制问题。首先对不含扰动的时变编队控制算法进行学习仿真;然后由于扰动因素风的存在,提出自抗扰控制技术来抑制扰动;最后将时变编队控制算法和自抗扰控制技术相结合,实现对扰动环境下无人机群的编队控制。通过仿真结果中的编队误差和编队轨迹验证了基于一致性和自抗扰的控制器有着更强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于迭代学习的部分非正则多智能体编队控制

针对一类具有任意初始状态的部分非正则多智能体系统,提出一种迭代学习控制算法.该算法将具有固定拓扑结构的多智能体编队控制问题转化为广义上的跟踪问题,即让领导者跟踪给定的期望轨迹,而跟随者要始终保持预定队形对某一智能体进行跟踪,并将该智能体作为自身的领导者.同时,为了使每个智能体在任意初始状态下都能按照期望队形进行编队,对每个智能体的初始状态设计迭代学习律,并从理论上对算法的收敛性进行严格证明,给出算法收敛的充分条件.所提出的算法对于各个智能体在任意初始位置条件下均能实现在有限时间区间内系统的稳定编队.最后,通过仿真算例进一步验证了所提出算法的有效性.     

多智能体系统最优持久编队自动生成

在最优刚性编队基础上,本文研究了多智能体系统的最优持久编队自动生成算法,所得算法能最大限度地减少维持编队结构稳定所需的信息交互量.首先,对于任意的最小刚性图.提出了缩减其范围的两种刚性逆操作;然后,设计了将包含于此两种操作中的无向边增加方向的规则,以使对应顶点的出度不大于2;并且在此基础上得到了任意最小持久图的生成算法,保证了最优持久编队的生成.最后,进行仿真研究,验证了提出算法的有效性.     

海上编队防空作战目标分配数学模型研究

对舰艇编队协同防空情况下目标分配问题的想定和假设进行了总结,接着列举了影响目标分配的主要因素,然后重点对目标分配的数学模型进行了研究,从毁伤效能最大化、协同效应最大化和漏目标最小化等几方面给出了数学模型的典型目标函数和约束函数,最后还讨论了目标分配的原则。论文的成果可供海上编队协同防空目标分配研究参考。     

水面舰艇编队拖曳声纳舰阵位配置及行动方法

研究水面舰艇编队优化问题,由于潜艇对水面舰艇编队构成严重威胁,为有效保护舰艇安全,选择声纳舰的位置十分重要.拖曳声纳舰作为水面舰艇编队主要对潜警戒信号,对阵位配置及行动方法对编队的反潜效能影响巨大.针对水面舰艇编队航渡中近程拖曳声纳舰的阵位配置问题,提出了一种方法.通过对舰艇编队反潜警戒区的划分,总结了拖曳声纳舰阵位配置原则,建立了关于拖曳声纳舰阵位的模型,仿真计算了各种参数对拖曳声纳舰阵位的影响,并提出了拖曳声纳舰“蛙跳”行动的方法,并进行仿真.结果表明,方法有效,为指挥员编队决策提供了参考依据.     

基于QNX的舰艇控制系统双机容错设计

容错技术是保障舰艇控制系统可靠运行的重要技术,在分析基于QNX操作系统的舰艇中央控制系统的基础上,讨论了基于硬件方法和软件方法的双机冗余容错技术的实现,着重分析了以太网容错的实现方法。     

基于多智能体通讯机制的多机器人编队系统

源于分布式人工智能的多智能体系统,以其突出的灵活性和适用性,被应用于多机器人协调系统领域。论文从多智能体理论出发,研究在真实世界里利用多协议全双工的通讯机制如何来实现多智能体机器人系统的技术和方法,并通过编队试验对系统性能进行验证。结果表明系统的构建是稳定可行的。     

舰艇编队通信电子防御的效能评估

本文将探讨舰艇编队在信息化条件下海上战场的通信电子防御效能评估,选择评估方法和建立指标体系,并进行简单的效能评估,对评估结果进行说明.     

基于多重表示的舰艇作战仿真模型

根据海军联合作战仿真的特点和有效多分辨率建模要求,应用多重表示法构建舰艇作战仿真模型,介绍编队-舰艇多重表示实体的组成结构。为编队-舰艇模型绘制属性关联图并给出相关的属性映射函数,解决模型中多重表示的一致性问题。在对交互分类的基础上,探讨并发交互冲突的解决策略。应用结果证明,基于多重表示的舰艇多分辨率作战仿真模型能够满足当前海军联合作战仿真的需要。     

舰船装备保障系统多视图建模技术研究

对于海军舰艇部队,对其装备保障系统进行评价和优化是十分重要的,而多视图建模技术是评价舰船装备保障系统的有效工具。舰船装备保障系统多视图建模过程是先将系统分为装备、资源、组织、过程、任务五个视图,再找出过程视图、任务视图与其他视图的关联关系,最后分别研究这五个视图的建模技术。     

基于多Agent的IT“双师”技能测评系统研究与设计

该文通过分析,认识到职业教育中双师结构教师建设的重要性。进而以IT行业双师技能测评为研究对象,构建基于多Agent的IT双师技能网络测评系统模型,并探讨各Agent的功能,以及如何协作共同完成测评任务。此类系统可根据双师的专业和特长,自动调整测评策略,从而达到较为客观、科学评价双师技能测评目的。     

基于支持向量机的舰船柴油机分层故障诊断

介绍了支持向量机(SVM)理论的基本概念、原理及其学习算法,分析了基于传统的专家系统理论的故障诊断系统在知识获取、知识表达及推理能力等方面的缺陷,提出了构造多重支持向量机（MSVM)模型解决舰船故障诊断问题的设想,开发了一套故障诊断仿真系统。     

基于π演算的一种Agent组织模型

Agent组织是多Agent系统研究的重要方面。从直观含义出发，将组织看做Agent之间的控制关系，以π演算为工具，给出了组织角色的定义和根据组织框架构建具体组织的过程。角色和组织框架都用进程表示，确定了Agent加入和脱离组织的严格描述，相比Ferber等以π演算和化学自动机定义组织形成过程的形式语义的工作，本文显式定义了角色和组织框架，所讨论的组织更具一般性。