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自行防空系统协同作战建模与仿真方法研究

作　者: 季伟伟
导　师: 黄炎焱
学　校: 南京理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 自行防空系统 OODA DEVS 排队论仿真
分类号: E955
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

纵观近年发生的局部战争如利比亚战争,战争的局势往往是从防空开始改变的。为此,对防空武器的作战研究显得十分重要。考虑将来重点发展自行防空火炮的趋势,本文将重点对自行火炮系统的防空效能分析。考虑到战地防空的不确定性和突发性,采用一般的解析法难以描述防空指挥作战过程,而采取真实试验却受到时间,空间以及研究经费投入等方面的制约。基于此,本文以自行防空武器火炮作战单元为研究对象,采用系统工程的理论与方法,基于离散事件系统建模仿真方法以及OODA决策环思想,结合实验室现有的仿真平台和开发环境,展开自行防空武器的协同作战建模与仿真研究。本文的主要工作与研究内容包括：(1)对协同效能进行了分析,并对协同效能的分析理论进行了归纳与研究。对OODA决策环思想和DEVS形式化描述方法进行了有效的阐述。(2)提出了基于DEVS理论对自行防空高炮的协同作战进行建模方法。充分结合OODA环思想,建立经典耦合的和并行耦合的自行火炮作战单元仿真DEVS模型。(3)基于排队论对自行防空火炮协同作战过程进行离散事件系统建模,设计了仿真策略和仿真模型。(4)建立自行火炮的防空作战想定,结合红蓝双方防空对抗背景,进行仿真案例分析,分别比较了在防空火炮在协同有力和协同不力的情况下作战情况。本文研究的对自行防空武器协同作战效能建模仿真方法,重点强调协同仿真的建模形式化描述,这对分析自行火炮的协同作战效能提供了理论和实际的意义。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-15
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-11
    1.2.1 防空武器协同作战的研究  8-9
    1.2.2 装备系统效能的建模与仿真的研究  9-11
    1.2.3 协同指挥控制作战框架的研究  11
    1.2.4 文献综述小结  11
  1.3 本文的研究目标及研究内容  11-12
  1.4 论文结构图  12-15
2 协同作战效能概念及协同理论  15-21
  2.1 效能及效能评估分析  15-17
    2.1.1 作战效能  15
    2.1.2 效能评估及方法  15-16
    2.1.3 效能分析理论  16-17
  2.2 协同效能分析理论  17-19
    2.2.1 防空作战系统的耗散理论分析  17-18
    2.2.2 哈肯协同理论  18
    2.2.3 OODA决策环协同思想  18-19
    2.2.4 协同仿真的特点与仿真基础理论  19
  2.3 本章小结  19-21
3 自行防空武器协同作战形式化建模方法  21-39
  3.1 通常的装备作战单元协同作战仿真的建模方法  21-25
    3.1.1 蒙特卡洛方法  21-22
    3.1.2 Agent建模方法  22
    3.1.3 离散事件系统建模及仿真方法  22-25
  3.2 DEVS的协同仿真建模理论  25-30
    3.2.1 DEVS的原子模型  25-27
    3.2.2 DEVS的耦合模型  27-29
    3.2.3 DEVS的其它模型  29-30
  3.3 基于DEVS对协同单元的OODA决策环建模与描述  30-38
    3.3.1 OODA作战决策环  30
    3.3.2 自行火炮单元协同作战的特点  30
    3.3.3 基于DEVS的自行火炮单元协同防空建模  30-38
  3.4 本章小结  38-39
4 自行防空武器的协同作战仿真建模与设计  39-51
  4.1 基于排队论的作战建模  39-44
    4.1.1 排队系统要素  39-41
    4.1.2 基于排队论的防空作战系统建模  41-43
    4.1.3 实体流图  43-44
  4.2 排队系统仿真模型设计与实现  44-50
    4.2.1 仿真策略  45-46
    4.2.2 仿真模型设计  46-50
  4.3 本章总结  50-51
5 案例应用  51-63
  5.1 仿真环境及相关技术  51-53
    5.1.1 基于STAGE的仿真环境  51-52
    5.1.2 基于Creator/VEGA Prime的建模与仿真  52-53
  5.2 防空作战想定及应用分析  53-55
  5.3 火炮协同作战仿真的仿真器设计  55-59
    5.3.1 单一的火炮单元实体的仿真器伪代码  55-56
    5.3.2 多个火炮协调器伪代码  56-57
    5.3.3 自行火炮作战单元在行为脚本设计  57-59
  5.4 自行防空武器协同作战仿真过程  59-61
  5.5 本章小结  61-63
6 总结与展望  63-65
  6.1 论文工作总结  63
  6.2 下一步的研究展望  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-71
附录  71

自行防空系统协同作战建模与仿真方法研究

内容摘要

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