舰空对抗智能行为仿真框架设计研究

现在舰艇作战仿真系统存在各子系统间耦合性强的问题,不利于系统的扩展与使用.针对以上问题,通过分析虚拟海战场环境对实体对象行为仿真的要求,结合某训练模拟系统战场环境仿真分系统的研制项目,以舰空对抗作战想定为实例,对实体行为仿真框架(Sensors,Actuators,Controllers,Connections,简称SACC)进行了研究,得出了组成舰空对抗作战想定行为仿真框架的各子系统模型,并抽取组成各子系统模型的各行为组件结构层作为系统可复用的元素,将组件及组件连接关系以结构化参数的形式进行配置,即利用每一仿真子系统中的各模型组件接口来实现模型组件之间数据的交互.结果表明,该方法可以较好地解决上述问题,使仿真系统具备良好的可复用性和可扩展性,更加满足作战仿真的需求.     

作战仿真想定有效性验证方法研究

研究作战仿真想定的有效性验证问题.针对人工编制的仿真想定中不可避免地会带有错误,包括简单数据错误和深层逻辑矛盾,导致仿真运行的无效性和低可信度.为解决上述问题,提出了一种对仿真想定进行事前验证的方法.在仿真想定规范化描述的基础上,对简单数据错误采用XML Schema技术进行验证,对想定中可能蕴含的逻辑错误,首先对需要验证的问题进行分类和逻辑描述,然后引入专家知识,采用逻辑推理的方式进行验证.设计了仿真想定验证的原型系统,实验表明,经过事前验证可以大大减少仿真系统运行的次数,对作战仿真的效率和可信度都有提高.     

基于XML的作战仿真想定方案生成软件设计

作战仿真想定作为作战仿真中的假设性预案,是作战仿真系统的重要组成部分。目前在想定处理中存在的主要问题是对想定的格式和修改手段不统一,生成的仿真想定可读性和可移植性不好,影响了仿真系统的真实性和可信度。着眼于解决上述问题,本文设计的想定方案生成软件针对XML技术在数据表达、数据交换等方面的应用,从使用XML描述的想定信息入手,实现想定的读取、图形化显示、编辑和存储,使仿真想定数据的处理规范化,方便仿真数据交换,提高想定生成软件对仿真系统互操作性的支撑能力。     

一种SaaS模式防空作战仿真想定编辑系统实现

针对目前仿真想定编辑系统在通用性、灵活性以及更新升级等方面存在的问题,设计了一种SaaS(Software-as-a-service)模式的防空作战仿真想定编辑系统。通过为防空武器建立统一的数据模型(数据类集)实现数据处理的独立性;通过设计与具体武器独立的想定编辑相关的业务逻辑模块,实现业务逻辑的相对独立性;利用MapXtreme Java智能多线程机制解决多用户的并发编辑问题。另外,将系统部署在云计算基础设施平台上,解决了传统C/S模式系统与平台相关联、更新升级困难等缺点,也提升了系统的使用灵活性和用户体验。最后通过实例验证了系统的科学性和有效性。     

基于XML的潜艇作战仿真想定开发

作战仿真想定是军事仿真系统的重要组成部分,为仿真系统的运行提供了初始态势和作战任务.目前在仿真想定中存在的主要问题是对想定描述的格式和手段不统一,生成的仿真想定可读性和可移植性不好,影响了仿真系统的真实性和可信度.该文着眼于解决上述问题,通过分析潜艇作战想定描述的层次结构,针对XML技术在数据表达方面的特点和应用,探讨了使用XML表示标准的潜艇作战想定开发方法,并对仿真想定编辑系统进行了实现.为潜艇作战仿真系统的剧情开发与编辑提供了标准化的思路.     

基于VBS3的装备体系作战仿真评估系统设计

针对装备体系作战仿真系统建设现实需求,以系统仿真技术在装备体系作战仿真对抗推演、数据采集处理、作战效能评估、体系贡献率评估等方面的应用为背景,利用VBS3平台系统架构完整、模型资源丰富、想定编辑方便、仿真实体负载量大、功能拓展性好等优点,结合装备体系仿真特点要求,提出了基于VBS3平台的装备体系作战仿真评估系统设计方法...     

基于战例的舰艇编队防潜作战辅助决策研究

舰艇编队防潜决策研究是目前海上编队作战研究中的重要方向;为了有效应对舰艇编队防潜作战辅助决策的复杂性,提高编队防潜作战效能,首先对其复杂性和表象进行了分析,提出采用定性定量相结合的决策方法解决防潜作战辅助决策的复杂性问题;其次,通过对已有辅助决策方法进行比较和筛选,将基于案例和识别优先决策方法相结合提出了基于战例的协作识别优先决策方法,该方法采用战例描述识别优先决策模型中经验知识,并根据辅助决策的协同性特点为模型增加了协作模块;根据该方法开发的仿真系统运行结果表明应用该方法构建的原型系统能够较好地支持具体想定背景下编队对潜防御中的指挥决策问题.     

近距空中支援弹药选择研究

为解决近距空中支援作战中的弹药选择问题,在分析四类空地武器基本性能基础上,深入剖析近距空中支援弹药选择影响因素,提出符合近距空中支援特征的弹药选择方法。以A-10C飞机为载机,结合作战想定进行定量分析与定性分析,仿真结果验证了方法的可行性与有效性。     

基于XML的作战仿真想定的研究与实现

作战仿真想定是作战方案的剧本,是作战仿真系统的前提和重要组成部分。目前各个仿真团体采用不同的仿真想定描述方法,导致想定的可读性和可重用性降低。文章以基于Agent的空军作战仿真为研究背景,分析空军作战的特殊形势,制定出了一套适合空军空战的想定组成结构,同时采用XML(eXtensible Markup Language)对想定各组成部分进行描述,并制定好XML Schema进行语法约束,从而实现想定的规范性和可重用性。设计了一种基于XML的想定生成系统,系统以空军空战为例,实现了想定的快速生成。     

基于UML的海军作战仿真想定设计方法研究

作战想定是作战仿真系统运行的基础,仿真想定辅助生成系统是作战仿真系统一个重要组成部分.以海军装备应用研究系统为背景.着眼于海军作战仿真想定生成系统的标准化,通过分析海军作战想定描述的层次结构,针对统一建模语言(UML)在面向对象系统方面的特点和应用,探讨了使用UML表示标准的作战想定开发方法,以合同进攻敌海上编队为例介绍了海军作战想定的设计方法.通过建立实体行动的军事概念模型以及对其进行的形式化描述,实现了使军事专业人员和仿真技术开发人员之间顺利交流沟通的目的,为仿真想定辅助生成系统的开发奠定了基础.     

基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量技术

飞机燃油箱惰化系统属飞机燃油系统设计中重要的分系统，为了准确评估燃油箱惰化系统的功能与性能，需要根据飞机实际使用剖面和惰化系统设计特点确定适用的飞行测试方法。提出了一种基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量方法，用于飞行实时测量运输类飞机油箱内无油空间或惰化管路的气体氧浓度，并对飞行中的实际影响因素进行模拟分析。经过分析飞行实际环境影响因素、关键传感器匹配性以及原理样机的试验验证等工作，将燃油箱氧浓度机载测量技术转化为专用的飞机燃油箱氧浓度机载测量系统，并通过了飞行实测考验。试飞结果表明，该项技术能够实时准确测量运输类飞机各种状态下的燃油箱氧浓度，满足飞机燃油箱惰化系统的效能评估要求。     

基于模型的空投任务飞行品质试飞设计及评估

针对飞机执行空投任务的飞行品质试飞安全控制及缺少设计及评估方法问题,建立空投过程数学模型,预测空投过程飞机响应、指导飞行试验实施,在空投试飞前,为评估飞机空投构型飞行品质、确保空投试飞的安全性,分析空投货物时飞机响应特点,确定载机平台飞行品质试飞内容;以飞机姿态控制为目标,确定重力空投、牵引空投过程飞机飞行状态、给出飞行员操纵建议,设计了空投过程评价要素表,形成基于模型的空投任务飞行品质试飞设计及评估技术,保障试飞安全、指导试飞设计。     

基于功能模型的飞控系统安全性设计技术研究

为了确保飞控系统的安全可靠,提出一种基于功能模型的飞控系统安全性设计方法.首先,以需求为牵引,结合飞机的使用场景和性能,实现飞控系统的功能设计;然后,基于安全性设计理念,从系统功能的失效出发实现系统架构的余度设计,同时针对传统方法仅关注系统本身的故障组合分析,存在局限性、滞后性等问题,提出了基于网络化方法开展飞控系统故障推演的功能模型方法;最后,通过应用结果表明了本文所提方法的有效性和可行性.     

Development and application of sliding mode LPV fault reconstruction schemes for the ADDSAFE Benchmark

This paper describes the development and the evaluation of a robust sliding mode observer fault detection scheme applied to an aircraft benchmark problem as part of the ADDSAFE project. The ADDSAFE benchmark problem which is considered in this paper is the yaw rate sensor fault scenario. A robust sliding mode sensor fault reconstruction scheme based on an LPV model is presented, where the fault reconstruction signal is obtained from the so-called equivalent output error injection signal associated with the observer. The development process includes implementing the design using AIRBUS׳s the so-called SAO library which allows the automatic generation of flight certifiable code which can be implemented on the actual flight control computer. The proposed scheme has been subjected to various tests and evaluations on the Functional Engineering Simulator conducted by the industrial partners associated with the ADDSAFE project. These were designed to cover a wide range of the flight envelope, specific challenging manoeuvres and realistic fault types. The detection and isolation logic together with a statistical assessment of the FDD schemes are also presented. Simulation results from various levels of FDD developments (from tuning, testing and industrial evaluation) show consistently good results and fast detection times.     

基于试验点自动识别的飞行试验智能化监控技术

试验点作为飞行试验任务的最小组成单元,明确了试验机所要完成的任务及要求,是飞行效果评估的主要依据。深入分析试验机在完成不同试验点时的参数变化特征,结合领域专家人工识别的先验知识,提取影响试验点识别的关键参数及其变化规律。构建试验点识别知识库,设计试验点自动识别算法。结合飞行试验实时任务评估技术,开发基于试验点自动识别与智能评估的飞行试验实时监控系统,实现了从"智能化安全监控"到"智能化任务监控"的转变,有效提升了试验机的试飞效率。     

A novel trajectory planning strategy for aircraft emergency landing using Gauss pseudospectral method

To improve the survivability during an emergency situation, an algorithm for aircraft forced landing trajectory planning is proposed. The method integrates damaged aircraft modelling and trajectory planning into an optimal control framework, in order to deal with the complex aircraft flight dynamics, a solving strategy based on Gauss pseudospetral method （GPM） is presented. A 3-DOF nonlinear mass-point model taking into account the wind is developed to approximate the aircraft flight dynamics after loss of thrust. The solution minimizes the forced landing duration, with respect to the constraints that translate the changed dynamics, flight envelope limitation and operational safety requirements. The GPM is used to convert the trajectory planning problem to a nonlinear programming problem （NLP）, which is solved by sequential quadratic programming algorithm. Simulation results show that the proposed algorithm can generate the minimum-time forced landing trajectory in event of engine-out with high efficiency and precision.     

基于EAM的控制分配设计策略在控制律设计中的应用

针对现代先进飞机的多操纵面气动布局和传统特征结构配置方法(EAM)设计控制律时存在的问题,提出了一种基于EAM的多操纵面控制分配设计策略.通过模块化设计,使控制律与分配律分别独立设计.首先,基于传统EAM设计三轴指令跟踪控制的传统控制律,得到三轴虚拟控制指令.然后,用控制分配方法对多操纵面进行协调分配,发挥冗余操纵面的...     

基于GL Studio的飞行仿真虚拟仪表软件设计与实现

飞行仿真试验中为了更直观地了解飞行器状态需要良好的人机交互界面,为此提供了虚拟仪表技术解决途径,因此设计了一种基于GL Studio的飞行仿真虚拟仪表控件。通过实际工程检验,这种仪表控件不仅具有优秀的可视化特点,还具有良好的复用性,能够满足不同飞行训练或工程项目的需要。     

新机试飞管路振动故障分析与排除

管路振动故障已成为新机试飞中的突出问题,一旦管路发生振动故障,将直接危及飞机的飞行安全。为此,针对新机试飞试验的特点和测量参数以及测量分析设备,研究建立了管路振动故障分析与排除的基本方法,以应用于新机飞行试验中。通过对某型教练机液压操纵系统三向接头裂纹故障检查分析,证明了该方法是切实可行的。     

基于AFSMC算法的飞机飞行姿态自适应滑模控制系统

传统飞机飞行姿态滑膜控制系统,存在飞机飞行姿态自适应系数稳定性差的问题,在控制过程中会受到多重因素影响,导致飞行姿态可控误差系数增大,需要辅助控制系统修正才能完成飞行姿态的控制操作;针对上述问题,提出基于AFSMC算法的飞机飞行姿态自适应滑模控制系统;系统硬件基于PID自适应滑模控制器,对飞机飞行姿态控制器进行结构设计;软件部分通过引入自适应滑模控制策略,对PID控制器姿态控制变量进行适配;引入AFSMC算法计算姿态控制器当前时间点下的运动控制方程,得到飞行姿态自适应滑模控制的最优量,完成基于AFSMC算法的飞机飞行姿态自适应滑模控制系统设计;实验结果表明,所设计系统能够在不同飞行工况下,对飞机飞行姿态作出准确控制,系统的整体控制精度范围为90%~97.4%,飞机飞行控制稳定性较好,有效提升了系统对飞机飞行姿态的控制准确度。