无人机集群任务规划与协同系统架构

针对无人机集群任务规划与协同控制面临的规模可扩展、任务多样化、指控互操作等新需求新挑战，界定了无人机集群任务规划与协同系统架构概念与内涵；从集群拓扑组织方式入手分析了集群任务规划与协同系统架构发展现状；在此基础上，提出了混合式无人机集群任务规划与协同系统架构设计方法，建立了分布式扁平化体系架构总体设计方法、自适应演化与自组织重构机制和事件驱动的协同触发机制。采用层次化设计思想，设计了系统底层控制层、高层控制层、协调层、通信层和人机交互层五层次结构。研究结果表明，相比于现有方法，提出的体系架构和设计方法充分考虑了单体间的组织方式、信息交互模式和互操作等集群间的基础性问题，为无人机集群任务规划与协同系统架构设计提供了理论支撑和设计参考。     

信息融合技术在导弹群组协同控制设计中的应用

提出了一种基于信息融合模型群组协同控制设计方法。首先,通过引入JDL信息融合模型,建立了导弹群组协同任务中多传感器构建与应用原则;其次,分析了多平台远程导弹群组协同作战使用中控制策略特点,并提出了协同任务与初始发射平台协同、自主编队协同、任务执行协同等使用过程中信息融合需求;最后,以远程导弹群组协同反大型水面舰艇编队作战为对象,剖析了群组协同设计方法与系统信息融合器设计、融合等级、处理方式等应用需求。上述方法解决了传统基于作战使用流程设计方法中系统约束层次不清、不确定因素多、设计需求不清晰等问题,明确了弹群组协同控制设计方法,将加快弹群组协同控制作战使用的实用化进程。     

方案评价系统的研究与实现

针对复杂产品研制过程中的方案评价问题展开研究,并基于Web构建一个集成多种决策方法、算法和工具的可扩展的协同环境,支持各学科专家对方案进行比较、评价和决策。它提供层次化评价指标体系的构建及管理功能,建立并集成了层次分析法、理想点法等多种可供专家选择的决策方法模型以满足不同的问题和需求。另外还对评价系统的总体结构及相关关键技术进行了详细介绍。     

基于多主体的舰艇编队C3I系统建模

基于多主体的舰艇编队C3I系统建模采用分层法:第一层定义主体,第二层建立主体间关系模型,第三层建立主体功能模型,第四层给出系统的组织结构,最后再分析系统协作.并采用各主体的属性和行为模拟各主体间的协作关系.指挥舰C3I主体由情报处理、决策和目标分配主体实现;从属舰C3I主体由感知、情报处理、组织指挥、武器控制和通信主体实现.     

基于多主体的舰艇编队C~3I系统建模

基于多主体的舰艇编队C3I系统建模采用分层法:第一层定义主体,第二层建立主体间关系模型,第三层建立主体功能模型,第四层给出系统的组织结构,最后再分析系统协作。并采用各主体的属性和行为模拟各主体间的协作关系。指挥舰C3I主体由情报处理、决策和目标分配主体实现;从属舰C3I主体由感知、情报处理、组织指挥、武器控制和通信主体实现。     

基于区间数灰色关联决策的电力目标选择方法

针对传统方法不能很好地解决战场决策信息不确定的目标选择问题,通过对影响电力目标重要程度的评价指标进行分析,应用区间数灰色关联决策方法完成了电力目标选择模型的构建。模型中的指标权重通过组合赋权法获得。经实例验证证明,该方法是科学、合理的,对战时的指挥决策起到了较好的辅助作用。     

基于多层次LSTM网络的多智能体攻防效能动态预测模型

针对多智能体攻防体系存在多层次耦合、无规律涌现等特征而导致难以准确预测作战效能的问题,构建一种基于多层次长短时时间记忆(LSTM)网络的多智能体攻防效能动态预测模型。明确多智能体攻防的总体框架和作战流程,通过多主体NetLogo平台模拟红蓝智能体攻防对抗过程,以获取群体结构和作战效能在不同个体决策下的多层次演化数据。利用善于处理时序特征的LSTM网络来表征个体决策、群体结构和作战效能三层间的函数映射,并基于该映射关系进一步预测未来攻防作战效能与进程。上述建模方法已在多组仿真中证实了其可行性与有效性。实验结果表明,所建模型的作战效能预测误差仅在7%以内,对多智能体攻防的作战指挥和体系建设具有指导意义。     

无人机集群智能涌现与演化建模论述

为研究无人机集群复杂性及智能生成机理,阐述无人机集群智能涌现与演化的概念及方法.针对无人机集群智能涌现的信息融合、在线任务规划、陌生环境下搜索与攻击优化和集群队形控制4个应用领域,论述其建模需求及原理,提出无人机集群智能演化的规则、算法和案例3个具体演化方向,并论述实现演化的建模途径,可对进一步研究无人机集群智能涌现和演化建模提供理论参考.     

导弹攻击目标的选择方法

导弹攻击目标集群包括敌指挥控制中心、信息获取中心、通信枢纽、军事基地、能源设施、重要交通枢纽.故基于熵的综合集成赋权法和模糊相对优选法,建立选择模型并对导弹攻击目标集群进行评估和选择排序.通过计算权重变量数学期望的估计,对主观和客观权重值进行综合集成,使决策结果更贴近作战需要.     

倾斜转弯导弹的分散自适应滑模解耦控制方案

针对倾斜转弯(BTT)导弹大迎角飞行状态下,3通道间较强的运动、气动、惯性耦合,提出了一种BTT导弹分散自适应滑模解耦控制方法。根据分散控制思想,将BTT导弹控制系统表示为由3个关联子系统组成的大系统。为每个子系统设计仅依赖局部测量信息的模型参考自适应滑模控制器。考虑到通道间关联的影响,设计协调回路并调整局部分散控制器的参数,保证大系统的全局渐近稳定同时实现解耦控制。自适应滑模控制器对建模不确定性、大迎角下的气动参数变化具有更强的适应性和鲁棒性。仿真结果表明,系统对机动指令的跟踪效果良好,满足BTT控制的要求。     

面向无人机集群不同自主性等级的通信需求研究

通信资源是制约无人机集群作战的重要因素，不同的自主性等级下，无人机集群的通信量不同。为了估计无人机集群不同自主性等级下的通信量，采用理论分析与建模仿真相结合的方法，在搜索机动目标的背景下对不同自主性等级的无人机集群的通信量进行估计。结合搜索机动目标的背景对无人机集群不同自主性等级下的通信行为进行建模，而后通过仿真实验得到通信量分布数据，采用平均值法和排队论法两种方法对通信量进行估计，并用统计复用的方法对排队论方法进行修正。结果表明：实时图像处理技术是最需要关注的无人机集群自主技术，带来的通信资源节约效益显著。在通信量估计的过程中，均值法反映了理想的情况，排队论法更能反映实际的情况。在多点接入、统计复用的情况下，采用修正后的排队论法能进行更准确的估计。     

无人机集群协同免疫自学习围捕策略研究

针对非合作逃逸目标的围捕问题，提出了基于改进免疫自学习的协同策略。通过生物免疫系统机理与无人机集群协同围捕决策的映射关系，建立免疫自学习模型。仿照免疫应答的克隆选择、免疫记忆的过程，提出基于记忆总结、评价调节、学习进化的协同围捕算法CHS-IMEL。设计了综合围捕点分配与围捕无人机状态的抗体编码方式，构建包含围捕路径和包围效果的亲和度函数，迭代优化获得无人机的最佳航向角。仿真结果表明，在随机初始态势下，无人机集群能够利用所提策略通过协作实现对以不同策略逃逸的目标的围捕，且任务完成率最高提高11%，围捕成功时间减少了10.7%，证明了所提策略的有效性与优越性。     

基于公共品博弈的无人机集群自主协同机制

无人机集群自主协同作战是未来战争的重要作战样式，自主协同机制研究有利于揭示无人机集群协同形成与演化规律，为无人机集群作战应用提供理论支撑。首先构建无人机集群信息交互网络，定义基于拓扑势的无人机交互等级。通过分析无人机集群自主协同与演化博弈的映射关系，建立基于公共品博弈的无人机集群演化博弈模型，设计基于交互等级的无人机集群总体期望收益函数、平均期望收益函数和愿景更新动态策略更新机制。利用马尔可夫链定量描述无人机集群演化过程，并理论推导了表征无人机集群演化博弈平稳分布的平均丰度函数。通过仿真验证基于公共品博弈的无人机集群自主协同机制的可行性和有效性，并分析选择强度、交互收益系数、增益因子与愿景水平等参数变化对无人机集群协同行为的影响，为无人机集群自主协同参数调控设计提供理论支持。研究结果表明：所提自主协同机制相较于提供点机制、惩罚机制能更大程度促进无人机集群合作涌现，为无人机集群自主协同理论向作战应用提供技术支持。     

群件对群决策支持系统性能影响的研究

群件是以交流、协调、合作和信息共享为目标，面向群体工作需要的应用软件，在分析影响群决策支持系统的最终决策结果的系统处理任务、系统可用资源，群成员间交互方式等因素的基础上，研究了群件系统的实现方式、结构形式及通讯模式，群件系统在同时同地，同时异地，异时同地和异时异地情况下提供了4种实现方式：会议、Project Room、远程会议、电子和声音邮件系统。并分析了群件系统的实现模式对GDSS效率的影响，群件通信模式对GDSS最终结果的影响，最后给出了构建基于群件系统的群决策支持系统时选取合适的工作方式要充分考虑系统的功能需求，宜采用用户驱动模式或控制员驱动模式，应选择合理的标准将信息类化等准则。     

陆军武器装备作战运用仿真模型体系

为了加强陆军武器装备作战运用仿真模型资源建设,构建仿真及其应用分析模型体系,以陆军武器装备作战运用研究为主题,以仿真科学研究为主要手段,面向仿真应用提出以陆军作战实体为中心多层次行为建模方法,构造实体模型,确定实体间关系,构建基本动作、战术行动和指挥决策等多层次的模型体系框架,结合陆军武器装备作战运用主题构建了仿真应用分析模型结构.结果表明,该模型能使仿真应用系统设计更加科学、合理,为陆军武器装备各实体及其行为模型组件开发提供技术和方法指导.     

基于无迹变换的协同探测与速度方向控制制导律一体化设计

飞行器协同探测相比于单飞行器探测具有精度更高、抗干扰能力更强的优势。传统制导控制设计过程中通常将目标定位跟踪和制导算法进行解耦设计,但实际上制导算法需要实时估计的目标位置等参数作为输入,而制导算法也会影响目标跟踪状态和测量方程的构建以及观测条件,两者存在较高的耦合度。解耦分别设计会造成一定的信息缺失,降低估计和制导精度。针对这一问题,本文构建了一种基于无迹变换的协同探测与制导一体化设计方法,一方面将协同探测目标定位算法引入制导律中,利用融合的目标位置估计均值和方差作为制导算法的输入,将制导过程作为一个随机矢量的非线性传播过程,利用无迹变换获取飞行控制角的均值和方差。仿真实验验证了该方法与传统的速度方向控制滤波算法定位相比,既能提升探测精度,同时满足较低的过载,较好地对飞行器的速度方向和姿态进行控制。     

短波固定通信台站装备维修保障能力评估研究

针对短波固定通信台站维修保障力量体系复杂、量化评估难的问题,研究短波固定通信台站装备维修保障能力评估的指标体系,将主元分析与理想点决策方法相结合,建立一种新的维修保障能力多目标评估模型,实验结果表明：该方法结果清晰、易于解释,为构建短波固定通信台站维修保障体系提供辅助决策手段。     

基于灰色关联决策的空袭目标威胁评估模型研究

空袭目标威胁评估是一个多属性决策问题.基于灰色关联决策理论,建立了空袭目标威胁评估模型与排序算法.该方法能充分利用主观信息和客观信息,避免求取属性权重估计值的计算,使得空袭目标威胁评估易于编程计算,快捷方便,具有较好的实用价值.     

基于直觉模糊集的防空作战目标威胁评估

针对现有威胁评估方法存在评估理论单一和忽视决策者偏好信息的不足,提出一种基于直觉模糊集的防空作战目标威胁评估方法。该方法构建了基于直觉模糊熵的非线性规划模型求取目标属性的客观权重,并利用层次分析法作出主观修正;依据决策者的偏好程度,将逼近理想解排序模型和灰色关联模型有机结合,建立了目标威胁排序函数。仿真结果表明,与传统方法相比,该方法具有较强的灵活性和可靠性,为防空作战决策者提供更加合理的辅助决策。     

无人机集群分层通信及连通性研究

针对强干扰环境，在采用窄波束固定安装的通信模块执行任务的过程中，采用一种无人机集群分层通信与连通性判断的方法，通过上下层无人机两两之间的通信关系，确定无人机集群的连通性。局部信息在集群中多次中转实现整体的信息共享，为绕飞搜索、队形保持、防止碰撞等措施的实现提供信息支持，是执行高风险、高难度复杂任务的一种高可靠、低成本的方案。