空战仿真模型的研究与开发

摘要

近年来，随着航空武器系统综合化、自动化、智能化的不断发展，对空战仿真模型从设计方法到功能实现上都提出了更高的要求，研究和开发多机、多武器系统的空战仿真模型显得尤为重要。 由于多机空战在很多方面和一对一空战是相同的，而最显著的差别就在于面对多个敌方目标需要根据我方资源为各个友机进行目标分配，因此可以先建立一套一对一空战仿真模型，然后在此基础上通过加入目标分配模型的方法来最终建立多机空战仿真模型。同时，由于多机空战仿真系统具有一定的可分性，所以可对所建立的空战仿真模型进行模块化。 本文的主要工作和取得的成果如下： 1．建立了空战仿真模型的核心部分-机动决策模型，并设计了具体的机动动作库；然后又分别对目标识别、机载武器、火控系统和空战效果评估各功能部分进行了研究和建模；最后在以上工作的基础上建立起一对一空战仿真模型，并运行具体的算例验证了该模型的可行性和准确性； 2．研究并设计了基于优势矩阵函数法和基于遗传算法的目标分配算法，并通过仿真对上述算法进行了验证； 3．研究了计算机虚拟样机技术，然后在已有的分布式虚拟样机设计环境下，依据分层模块化设计思想，通过DLL库中编写的模块实现了多机空战仿真模型各功能部分的模块化； 4．运用已实现的各模块，搭建了具体的多机空战仿真模型，并通过运行仿真算例验证了该模型的可行性和准确性，得到了一些重要的研究结论。 模块化的空战仿真系统主要是根据实际空战中战机的物理设备及空战仿真建模目的来划分模块，所以有很强的实用性，直接面向空战仿真领域的模块化建模可以大大缩短以后工程中建模仿真的时间，更好的促进以后对空战效能评估工作的进行。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2空战仿真模型的研究背景

1.3空战仿真模型的建立及模块化

1.3.1建模方法

1.3.2模块化

1.4本文的主要工作

第二章空战仿真模型中机动决策和动作库模型的建立

2.1飞机动力学和运动学模型

2.2空战机动决策模型的建立

2.2.1机动决策方法

2.2.2基于专家系统的空战机动决策模型的实现

2.3空战仿真机动动作库的设计

2.3.1常用的机动动作库设计方式

2.3.2设计原理

2.3.3设计实例

2.4小结

第三章空战仿真模型其他功能部分的建模研究

3.1目标识别模型

3.1.1功能

3.1.2模型的建立

3.2导弹模型

3.2.1导弹运动学方程

3.2.2导弹模型的建立

3.3机载火控系统模型

3.4空战结果评估

3.5 小结

第四章一对一空战仿真系统的建立

4.1设计特点和应用

4.2设计细节

4.2.1机种信息的输入

4.2.2辅助计算子程

4.3一对一空战仿真算例及分析

4.4 小结

第五章空战仿真的目标分配模型

5.1目标分配的定义

5.2目标分配的数学模型

5.2.1优势函数的建立

5.2.2目标分配的数学描述

5.3多机协同目标分配的算法

5.3.1基于优势函数矩阵法的目标分配

5.3.2基于遗传算法的目标分配

5.4目标分配算例

5.5 小结

第六章基于虚拟样机技术的多机空战仿真模型

6.1虚拟样机技术概述

6.2模型建立思路

6.3各功能部分的模块化设计

6.4多机空战仿真模型的建立

6.5多机空战仿真算例

6.5.1算例Ⅰ

6.5.2算例Ⅱ

6.6 小结

第七章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

附录Ⅰ部分源程序

附录Ⅱ多机空战仿真模型模块化软件截图