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计算机仿真杂志北大期刊统计源期刊

  • 主管单位:中国航天科技科工集团公司

  • 主办单位:北京控制与电子技术研究所

  • ISSN:1006-9348

  • CN:11-3724/TP

计算机仿真杂志

计算机仿真 2018年第06期杂志 文档列表

计算机仿真杂志军事领域仿真
1-5

作战行动本体构建及基于本体的语义推理

作者:汤再江; 徐享忠; 薛青; 贺彪 单位:装甲兵工程学院作战仿真室; 北京100072

摘要:针对指挥信息系统与作战仿真系统语义互操作方法缺乏作战本体模型的问题,在本体构建方法研究基础上,提出了构建本体的“五步法”,即确定范围、获取知识、定义概念类及属性、创建本体和验证本体五个步骤,利用“五步法”建立作战行动本体,以装甲分队本体为例,基于本体对装甲分队任务次序、装备编配、战斗队形、友邻关系等进行推理语义实验,验证基于本体的语义推理正确性和合理性。

6-8

基于多分辨率的海上联合作战仿真建模研究

作者:林翔; 周少平 单位:海军研究院; 北京100161; 海军武器装备体系研究国防科技重点实验室; 北京100161

摘要:海上联合作战是近年来的军事热点问题,对作战仿真提出了新的要求。在解析多分辨率建模相关概念、原理的基础上,分析了海上联合作战仿真多分辨率建模的必要性,指出多分辨率建模技术可以有效解决复杂大系统仿真问题;然后,采用面向实体的分析方法给出了海上联合作战仿真模型体系,对模型体系中每类模型进行了相应介绍,并以水面舰艇为例给出了用来表示实体模型作战性能指标的能力模型和用来控制实体模型作战行动的作战计划模型;最后,对模型的聚合解聚问题进行了分析。

9-12

机载合成孔径雷达海岸带图像匹配优化仿真

作者:刘雄飞; 侯奇; 谷源涛; 杨健 单位:清华大学电子工程系; 北京100084

摘要:机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)海岸带图像匹配技术是海冰监控、石油泄漏检测和海运监控等应用的核心步骤。通过对匹配技术进行优化能提高匹配精度,也能直接提升上述应用的效果。由于机载SAR海岸带图像中广泛存在乘性噪卢的干扰,导致传统匹配算法无法提取准确反映地貌信息的特征,出现匹配结果误差大、精度低的问题。针对这一难点,对传统的SAR图像匹配算法进行了优化,使用SIFT提取特征点的位置和方向信息,将特征点周围的图像信息输入卷积神经网络,提取更为全局的特征以消除乘性噪声的影响,用度量学习模块得到更具有区分性的相似性度量做特征点对应,最后使用RANSAC算法实现配准。仿真结果显示,经过优化的算法可以显著地提高匹配精度,可直接用于后续SAR图像应用中。

13-17

军事行动推演系统通用建模机制研究

作者:张俊峰; 薛青; 吴堃; 张传海 单位:装甲兵工程学院; 北京100072; 陆军参谋部电教工作站; 北京100091

摘要:军事行动推演系统在军事行动中的应用日益广泛,开发同类系统往往需要重新进行建模,耗时耗力。为解决此类系统建模实用性和重用性差的问题,提出基于Agent和离散事件序列混合仿真的通用建模机制。首先利用分层Agent进行军事行动实体建模,论述Agent的实体描述方法,构造松耦合的行动实体和行为能力建模框架;在此基础上针对军事行动流程提出时空离散事件序列模型,构成军事行动推演的完整链条;最后结合具体应用对系统建模机制做了进一步阐述。通过在阅兵活动推演系统和反恐军事行动推演系统中的运用,证实上述机制可有效解决重复建模问题,提高开发效率,具有很强的实用价值。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真
18-22

涡轴发动机燃烧发生器热力过程控制研究

作者:陈保秀; 王岩 单位:哈尔滨工业大学航天学院; 黑龙江哈尔滨150001

摘要:涡轴发动机由燃气发生器与动力涡轮组成,燃气发生器由于进口速度畸变和燃油脉动等因素的存在,可以看作内环含有滞后环节的串级时变系统。而对于被控对象参数未知且时变的情况,仅用Smith算法调节不能有效补偿参数变化对系统性能产生的不利影响,控制效果也极差。故在建立燃气发生器与动力涡轮模型的基础上,采用递推增广最小二乘法和降阶处理进行参数的在线辨识,采用梯度法对延迟时间进行在线的辨识,将辨识的模型利用两级Smith预估控制进行实时闭环控制。仿真结果与理论一致,证明了辨识算法的正确性和有效性。上述算法与两级Smith预估控制共同应用于双闭环控制时,极大改善系统的抗干扰性、实时性,并提高了涡轴发动机的稳定性及鲁棒性。

23-27

航空发动机安装系统动力学设计技术研究

作者:陈永辉; 陈春兰; 苏尔敦; 王会利 单位:中国飞机强度研究所发动机强度研究室; 陕西西安710065

摘要:航空发动机安装系统具备传递发动机推力和隔离发动机振动的作用,为典型的空间六自由度隔振系统,难以直接采用单自由度隔振理论进行设计。针对这一问题,基于发动机惯量与安装系统弹性参数优化匹配的振动解耦理论,提出了发动机安装系统的动力学设计方法,开展了典型涡桨发动机全尺寸安装系统的六自由度隔振设计,并对发动机安装系统中多个隔振点的三向刚度参数进行了优化配置,为隔振器的结构设计提供了参数输入。进一步利用ADAMS对所设计的发动机安装系统进行了多体动力学分析,结果表明:发动机安装系统各方向的振动解耦率获得了理想效果,各方向可视为独立振动,从而可采用单自由度隔振理论进行设计,且各阶模态频率均很好地满足了隔振要求,验证了设计方法的有效性。

28-32

空空导弹在风场中的射后动态攻击区研究

作者:范凯胤; 王学奇; 姚鹏 单位:空军工程大学航空航天工程学院; 陕西西安710038

摘要:针对空空导弹主要研究了在风场中的射后动态攻击区,用于得到考虑风场影响下任何飞行时间内的导弹动态攻击区信息。根据空空导弹,飞行目标和风场的数学模型,利用二分法对于在风场中的射后动态攻击区的一些典型情况进行了仿真分析。相比于传统动态攻击区的仿真结果,可以得到射后动态攻击区的相关属性:射后动态攻击区包含在传统最大攻击区里,但不完全包含在传统不可逃逸攻击区里;传统动态攻击区只用于发射时刻,而射后动态攻击区可以用于任何飞行时间内;风场会影响射后动态攻击区。

33-36

关于空战中航空弹药消耗量优化预测仿真

作者:高翔; 王建萍; 张吉能 单位:空军勤务学院航空弹药系; 江苏徐州221000; 中国人民解放军94857部队; 安徽芜湖241000

摘要:对空战中航空弹药消耗量的优化预测,能够有效控制弹药攻击范围,保证较高作战效率。对航空弹药消耗量的预测,需要通过拟合弹药样本集获取预测目标,建立消耗量预测映射,完成航空弹药消耗量的优化预测。传统方法对航空弹药的发射条件和基准弹道进行确定,推导确定摄动模型参数,但忽略了对弹药消耗量的预测映射,预测精度偏低。提出基于回归型支持向量机的空战中航空弹药消耗量优化预测方法,建立标准目标/公顷数和航空机炮目标的弹药消耗量模型,从而对空战中航空弹药消耗量数据进行分析,利用线性回归函数训练航空弹药消耗量的样本集,从而建立航空弹药消耗量预测的目标,通过建立航空弹药消耗量预测的映射,实现航空弹药消耗量进行优化预测的方法,实验结果表明,所提方法对空战中航空弹药消耗量预测的精确度较高,且预测的耗时较少。

37-41

四旋翼飞行器姿态轨迹跟踪控制仿真研究

作者:何海军; 李虹; 柏艳红; 靳亚磊 单位:太原科技大学电子信息工程学院; 山西太原030024

摘要:针对四旋翼飞行器姿态稳定和轨迹跟踪问题,提出了一种新型姿态轨迹跟踪控制方法。根据牛顿第二定律和欧拉方程建立四旋翼飞行器的动力学模型。在建立并对数学模型分析的基础上,设计了双闭环结构的控制系统,外环位置控制器采用新型反演法进行设计,结构简单,易于工程实现;内环姿态控制器采用由双曲正切函数构造的新型自抗扰控制器,通过重新设计非线性状态误差反馈控制率,可以对状态观测器估计的系统内外扰动实现精确补偿,能很好的克服外环位置与内环姿态的严重耦合,使得系统状态能够全局快速收敛。仿真结果表明,上述控制系统能够快速跟踪期望姿态和轨迹,具有响应快速,稳定精度高,稳定性好和超调量小的特点,实现四旋翼飞行器的有效飞行。

42-45

航空弹药冷气弹射建模仿真及性能优化分析

作者:李海军; 游坤; 莫子烯 单位:海军航空工程学院兵器科学与技术系; 山东烟台264001

摘要:针对抛放弹弹射装置污染环境,腐蚀设备等问题,建立了以压缩空气作为驱动能源的新型航空弹药冷弹射装置模型,能够实现自动充气。为了降低航空弹药的最大加速度,运用经典内弹道、气体动力学等理论建立冷气弹射装置数学模型,运用MATLAB软件仿真分析航空弹药的速度和加速度。仿真结果表明,在满足航空弹药弹射速度要求时,通过调整弹射装置某些结构参数,可以有效降低航空弹药最大加速度,仿真结果可为弹射装置后续深度优化提供理论依据。

46-50

多无人机协同目标搜索路径规划仿真

作者:李松; 刘海颖; 陈志明 单位:南京航空航天大学航天学院; 江苏南京210016

摘要:多无人机协同目标搜索路径规划由于其并行性,可以有效提高无人机搜索、侦查等任务的效率。在实际执行任务时,如何设置任务的初始条件以及规划各无人机的路径成为当前需要研究和解决的主要问题。为解决上述问题,提出问题转换策略,首先将搜索问题转换为车辆路径问题,然后结合实际飞行中的一些约束条件对搜索任务进行建模,最后通过求解混合整数线性规划问题得到最优解,进而指导多架无人机对目标区域进行协同覆盖搜索。仿真结果表明,所提方法可以为各无人机规划出良好的路径,实际飞行中某些因素对任务的影响不可忽略。

51-54

军事侦察机多机编队提高作战效率控制仿真

作者:牛康; 陈志明; 李磊 单位:南京航空航天大学; 江苏南京210016

摘要:现代战争中军事侦察机多机编队在执行战场侦察、情报搜集、提升作战效率等起到了巨大作用。军事侦察机在执行任务时需要规避威胁,同时保持队形并处理相互间的通信问题。因此,针对军事侦察机战略威胁规避、队形保持等问题,提出了一种采用约束动力学和3D—APF的算法。首先,建立了三维人工势函数(3D—APF)模型;然后,在多机队形保持策略中将多机编队运动看作一个受队形约束的约束动力学系统,并建立多机编队约束动力学方程组;最后,采用直接消除拉格朗日乘子方法对该约束动力学方程组进行求解,利用MATLAB对该算法进行仿真。仿真结果表明:应用基于3D—APF与约束动力学的算法,侦察机多机编队可以成功完成战略威胁规避并保持期望队形到达目标空域,验证了基于3D—APF与约束动力学编队算法的有效性。

55-59

平流层飞艇姿态稳定性控制仿真

作者:王鹤; 李智斌 单位:北京控制工程研究所; 北京100190; 空间智能控制技术重点实验室; 北京100190

摘要:飞艇在高空中飞行,空气以风的形式流动,如果相对运动有加速度,飞艇会受附加惯性力的作用。飞艇的密度小,体积大,附加惯性质量与真实质量可以相比拟,当周围空气有加速度的相对运动时,附加惯性力的影响会很大。大气紊流是突然变化的风速,加速度很大。尤其飞艇定点悬停期间,需要克服紊流影响,对飞艇进行姿态稳定控制。根据高空大气紊流的特点,以及紊流风速对飞艇姿态调整的影响,首先建立风场的传递函数模型,然后根据风速三角形关系,建立扰动下的飞艇水平面内动力学模型,最后利用LTR算法设计出控制器,反复调节Kalman滤波器,保证系统的鲁棒性。仿真结果表明,设计的水平面内高空飞艇姿态控制器可以有效地抑制大气紊流对飞艇飞行性能的影响。

60-62

运输类飞机设备故障风险评估仿真

作者:王诗婷 单位:中国民用航空上海航空器适航审定中心; 上海200335

摘要:如何提高运输类飞机运行的安全性是学术界重点研究课题,一个有效的措施是对飞机设备故障进行风险评估。首先利用故障模式影响分析方法(FMEA)获取运输类飞机系统的正常状态特征指标的数字特征,但传统FMEA方法对飞机运行数据要求精确度极高。提出基于改进FMEA算法的大数据运输类飞机风险评估和决策支持方法,对大数据运输类飞机的风险进行感知,通过改进FMEA算法获取飞机正常状态特征指标的数字特征,将计算的监控时刻运输类飞机系统变量采样值与正常状态特征指标的数字特征相比较,再以匹配后的结果为依据进行大数据运输类飞机风险评估和决策支持。仿真结果表明,采用所提方法对运输类飞机风险评估和决策支持进行建模精确度高。

63-66

战时航空弹药消耗需求实时预测仿真

作者:吴宏伟; 刘金梅; 王坤 单位:空军勤务学院航空弹药保障系; 江苏徐州221000; 中国人民解放军94857部队; 安徽芜湖241000

摘要:对战时航空弹药消耗需求的预测,能够有效提高航空战斗效率。对战时航空弹药消耗需求的实时预测,需要对达到毁伤指标所需弹药数量进行计算,获得初始交战双方的射速毁伤系数,完成战时航空弹药消耗需求的预测。传统方法结合新备件需求预测法,对需求发生的时间和非零需求时的需求量值进行计算,但忽略了对交战双方的毁伤系数的获取,导致预测精度偏低。提出基于LE的弹药消耗需求实时预测方法,对火力毁伤的任务量、标准弹药和火炮口径区分与匹配、弹种的区分和还原等数据进行采集,对LE中各个参数进行计算,利用标准化理论获得初始交战双方的射速以及毁伤系数;得到实际作战时需要供给的弹药数量,其中,弹药换算的阈值,可提升航空弹药消耗需求实时预测精度,能耗控制参数可对预测所需能耗进行良好地控制。实验表明,所提方法不仅提高了弹药需求预测准确性,还降低了预测能耗。