现代防御技术

史志富

2021, 49(5): 1-6. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.001

摘要 ( 8258 )

PDF (2668KB) ( 2699 )

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军用直升机的主动防御技术是未来提高军用直升机战场生存力的创新性前沿技术。针对军用直升机特别是运输类、战勤保障类直升机在现代作战环境中缺乏主动防御手段,易受攻击且毁伤代价大的弱点,首先提出军用直升机加装主动防御系统的原理和应用需求,然后分析国内外现有军用直升机主动防御技术和装备,最后根据作战应用原理详细分析了主动防御系统应该解决的主要关键技术。可为未来军用直升机的主动防御技术研究提供借鉴。

基于马尔可夫模型的多点源诱偏系统作战计算问题

任义冬, 金家才, 罗金亮

2021, 49(5): 7-13. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.002

摘要 ( 1514 )

PDF (1198KB) ( 832 )

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针对反辐射武器对多点源诱偏系统的毁伤概率计算问题,提出了基于马尔可夫模型的计算方法。通过分析和推导反辐射武器对单点源的毁伤概率计算方法,引入马尔可夫模型构造马尔可夫链,并在此基础上设计了反辐射武器对多点源诱偏系统的毁伤概率计算方法。进一步,根据作战任务要求,对反辐射武器兵力需求进行计算。同时仿真验证了算法的可行性,结果表明该方法可以较好地计算出反辐射武器对具有多点源的诱偏系统的毁伤概率及兵力需求。

旋转舱体抛罩对其姿态影响的分析

李维洲, 宋晓东, 王帅

2021, 49(5): 14-25. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.003

摘要 ( 1181 )

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航天器在外罩分离过程中,外罩与航天器本体之间存在相互作用力,会对航天器本体的运动状态产生影响。为探究外罩弹性分离对航天器本体的的影响规律,基于多体动力学理论使用欧拉参数描述刚体姿态,考虑分离时刚体间的相互作用,引入拉格朗日乘子得到含约束方程的多刚体动力学模型。最后,针对建立的动力学模型,采用广义α算法对方程进行时间积分求解,并针对不同工况给出了相应的计算结果。结果表明,在不同初始条件下分离后舱体后续的旋转状态按一定规律变化。

人工智能技术在光学对地观测领域应用探讨

姚保寅, 毛磊, 肖柯, 曲徽

2021, 49(5): 26-31. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.004

摘要 ( 1002 )

PDF (3947KB) ( 895 )

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人工智能技术被各军事强国视为“改变游戏规则”的尖端技术之一,具有实现对地观测领域高效数据处理和快速提供战场态势信息的潜力。简要分析了人工智能的技术发展态势及其在光学对地观测领域的应用态势,并在此基础上,从信息采集、信息处理等环节,深入研究了人工智能在天基和空基光学对地观测领域的应用场景。归纳了人工智能在光学对地观测领域应用的趋势。本文可为我国发展人工智能技术在光学对地观测领域的应用提供参考。

基于鲁棒H_∞控制的无人机纵向自动驾驶仪设计

李勇, 李树豪, 党利

2021, 49(5): 32-44. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.005

摘要 ( 755 )

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针对传统增益调度技术在许多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)应用中存在的昂贵和耗时的缺点,通过某型固定翼无人机的6自由度非线性模型,在已知气动系数、飞机转动惯量和推力系数的情况下,利用雅可比线性化方法从6自由度非线性模型推导出线性变参数(linear parameter varying,LPV)飞机模型。应用张量-乘积(tensor product,TP)模型变换方法将无人机纵向非线性参数依赖的LPV模型变换为TP型凸多面体模型形式,将增益调度输出反馈鲁棒H_∞控制器设计方法应用于所得到的TP凸多面体模型,设计了常规固定翼无人机的鲁棒增益预测自动驾驶仪飞行控制系统。在MATLAB SIMULINK环境下对该控制系统进行了全六自由度的飞行器仿真试验,结果表明闭环控制系统具有良好的指令跟随性和干扰抑制能力,在定义的飞行包线范围内具有较好的稳定性和鲁棒性,验证了所提出的飞行控制系统设计方法的有效性。

分布式多无人机编队控制与博弈算法研究

马特, 郑致远, 赵军虎

2021, 49(5): 45-50. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.006

摘要 ( 913 )

PDF (2185KB) ( 755 )

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针对多无人机的任意队形编队控制问题,将博弈论引入分布式控制问题中,提出一种基于博弈的分布式控制算法。该算法将梯度下降和一致性方法结合,将多无人机编队问题转化为分布式博弈问题。通过一致性方法,系统内每个无人机个体都可以对其他个体的位置进行有效估计。利用梯度下降实现纳什均衡点的求解从而实现理想编队。在提出的分布式控制算法下,个体无人机无需全局信息,只需交换邻居个体的信息就可实现多无人机的任意编队。将算法应用到多旋翼无人机系统中,仿真结果表明了分布式算法有效性。

异类传感器团目标同一性识别方法研究

张晓莉, 薛树波, 杜广洋, 张文昊

2021, 49(5): 51-55. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.007

摘要 ( 707 )

PDF (1349KB) ( 380 )

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轨道类团目标的同一性识别是融合运用各个传感器探测信息的前提。通常情况下,团目标的探测信息来源于雷达、红外等异类传感器。针对异类传感器在目标失配情况下的同一性识别问题,从分析轨道类目标在红外传感器二维角度平面内的运动特性入手,提出了一种利用轨道类团目标相对运动特性通过Hough变换进行异类传感器多帧同一性识别的方法。仿真表明,该方法有效提升了异类传感器目标失配情况下的匹配正确率。

大时空差条件下高超声速目标检测关联算法

薄钧天, 王国宏, 于洪波, 张敬艳

2021, 49(5): 56-64. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.008

摘要 ( 602 )

PDF (5173KB) ( 329 )

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针对临近空间高超声速目标因产生等离子体鞘套导致航迹中断的问题,提出了一种大时空差条件下的目标检测与航迹关联算法。在三维空间中将量测点坐标变换为径向距离-时间坐标,后通过Hough变换进行非相参积累,设置低门限提取分航迹。根据分航迹间的时间、速度、方位角多信息融合,关联属于同一条真实航迹的分航迹并输出最终航迹。仿真结果表明,算法具备对多个高超声速目标中断航迹检测关联的能力,具有一定的工程实践意义。

基于不确定性量化的装备抢修效能云模型评估

刘保军, 李成, 卿华, 李闯, 雍霄驹

2021, 49(5): 65-70. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.009

摘要 ( 607 )

PDF (1294KB) ( 311 )

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装备抢修效能评估对抢修力量建设、抢修决策等具有重要作用。针对定性指标量化存在的不确定性、随机性问题,基于不确定量化法和云模型,建立了一种装备抢修效能评估模型,并通过实例验证了模型的可行性。基于评估结果,分析了抢修能力建设存在的优缺点,并给出了加强抢修效能的方法途径,为全面提升抢修能力建设提供方法依据和技术支撑。

地面电子对抗装备损伤结构模型构建方法研究

刘飞, 苏周, 姜思宇, 蔡志成

2021, 49(5): 71-77. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.010

摘要 ( 607 )

PDF (1851KB) ( 285 )

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为提高地面电子对抗装备战时损伤定位和损伤分析的效率和精度,首先通过装备功能结构的层次分解,建立功能模块的逻辑关系,并进一步基于物理结构,分析功能模块损伤的关联关系。然后制定装备损伤结构的规范化规则,并在此规则下,提出装备规范化损伤结构模型及其数学描述模型的构建方法。最后通过为某型地面电子对抗装备构建损伤结构模型,生成损伤功能单元逻辑关系链路,为装备快速损伤定位提供损伤分析和损伤修复的参考依据,并验证了该模型构建方法的可行性和有效性。

基于改进Grey-AHP的雷达装备维修性评估方法

张馨予, 胡冰, 张逸楠, 边志芸

2021, 49(5): 78-87. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.11

摘要 ( 637 )

PDF (1029KB) ( 478 )

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针对雷达装备在鉴定定型阶段对维修性评估的需求,构建了雷达装备维修性评估指标体系,通过改进层次分析法(AHP)对雷达装备维修性评估指标进行赋权,建立了改进灰色层次分析法(Grey-AHP)的雷达装备维修性评估模型,对3种研制方案的雷达装备维修性进行排序,通过实例验证了该方法的有效性和可行性。

基于成本分析的装备维修调度优化模型

宋卫星, 武婧婧, 董志鹏, 张君, 周凯

2021, 49(5): 88-94. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.012

摘要 ( 535 )

PDF (1784KB) ( 405 )

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针对装备维修保障任务量大、保障资源有限,维修调度组织粗放、保障效益低等问题。利用作业成本法分析装备维修资源投入与效益关系,建立装备维修成本模型,精准核算装备维修成本,以维修装备数量最多和平均单装维修成本最低为目标,建立了多目标装备维修优化模型。针对模型参数多、运算复杂的特点,融合粒子群算法和遗传算法,设计了改进的混合嵌套式粒子群算法,并以某维修机构为例,进行实例仿真计算,对模型和算法进行验证,效果良好,为装备维修调度决策提供了一定的理论依据。

压缩空气弹射在武器系统中的应用综述

赵芳, 王太江, 陈钦, 任泽斌

2021, 49(5): 95-103. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.013

摘要 ( 808 )

PDF (4195KB) ( 1084 )

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压缩空气弹射广泛应用于航空航天、舰船、陆基武器系统等领域,具有弹射速度快、无需热防护、可重复利用、安全环保及通用性能好等优势。通过对大量文献进行分类总结,概述了压缩空气弹射的应用研究领域,简要分析了压缩空气弹射在各行业内应用过程中存在的关键技术及发展前景。研究表明:研制高效、小型化的压缩空气弹射系统是各行业各领域发展的必然趋势,相关结果为压缩空气弹射的应用与研究提供有利参考。

低慢小目标复合拦截任务规划仿真分析

卞伟伟, 吕鑫, 刘蝉, 贾彦翔, 邱旭阳

2021, 49(5): 104-110. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.014

摘要 ( 521 )

PDF (2530KB) ( 428 )

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针对不同场景与环境约束条件下单一的拦截手段无法满足低慢小目标防控需求,结合拦截装备的效能与约束,提出一种基于粒子群算法的多种拦截装备协同的复合拦截任务规划方法。采用基于拦截效能可行域进行编码方法来缩小任务规划的映射空间,提升算法迭代速度;为控制算法的搜索过程,根据浓度允许值改变粒子群的收缩与扩展运动以增强群体的覆盖范围。以学习因子、种群规模、惯性权重为主要参数对任务规划进行仿真进行分析。仿真结果表明,改进后的算法能够匹配全局寻优能力和收敛速度,在获取可行解的同时具有良好的时间性能。该方法可为提高复合拦截任务规划效率提供理论参考。

两种侵彻载荷下装药结构动态响应特性数值模拟

张立建, 郭洪卫, 吕永柱, 栗保华

2021, 49(5): 111-117. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2021.05.015

摘要 ( 503 )

PDF (4971KB) ( 400 )

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为了研究装药结构在不同侵彻载荷下的动态响应特性,建立了战斗部侵彻混凝土整体靶与多层间隔靶模型。利用LS-DYNA软件数值模拟战斗部动态侵彻混凝土靶板的过程,对比分析了战斗部侵彻整体靶与多层间隔靶时冲击载荷的差异、装药内部塑性变形区的分布及装药尾部与壳体间隙的变化。结果表明:侵彻整体靶时,装药主要承受的是轴向过载冲击,其前端面易产生塑性变形;侵彻多层间隔靶时,由于战斗部姿态偏转较大,径向过载冲击大幅提升,装药端面、局部侧壁以及装药与壳体接触的尖角部位成为塑性变形较大的区域。在侵彻载荷作用下,装药尾端面与战斗部金属壳体发生反复的撞击和分离。与整体靶相比,侵彻多层间隔靶过程中装药与壳体的动态冲击碰撞更频繁,碰撞强度更大,持续时间更长。

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