基于脚本的歼击机空战行为决策模型框架研究

论文摘要

空战决策模型是空战仿真系统的“大脑”。在空战仿真中,选取的空战决策方法直接关系到仿真结果的可信程度,是空战仿真的核心部分。因此,研究空战决策模型对空战仿真系统的建设具有十分重要的意义。脚本机制具有动态执行能力,并不受问题范围限制,适用于复杂的态势空间,特别适合进行歼击机空战决策仿真。本论文基于Sim2000.SMP2仿真模型框架,借鉴UML状态图进行了空战决策概念框架的构建,并利用UML活动图对空战决策过程进行了描述,通过定义UML活动图到Python脚本的转换规则,实现了机动动作的Python脚本。论文以歼击机空战对抗仿真为研究背景,围绕歼击机空战决策仿真模型框架展开研究。具体研究内容和技术创新包括:(1)构建了基于Sim2000.SMP2的空战仿真模型框架,建立了歼击机的仿真模型,分析了空战的火控原则和武器发射条件;(2)分析了歼击机空战的多维态势空间和命令空间以及它们之间的关系,提出了空战决策模型框架;(3)借鉴有限状态机的理论,建立了基于有限状态机的空战决策概念框架,提出了用UML活动图进行决策建模的元模型,并基于UML活动图对空战决策过程进行了描述和分析;(4)定义了UML活动图到Python脚本的转换规则,利用该规则实现了空战决策Python脚本,并在模型框架的基础上进行了歼击机中远距空战和突防的仿真试验和分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关领域研究现状
• 1.2.1 空战仿真研究现状
• 1.2.2 空战决策研究现状
• 1.2.3 仿真模型可移植性规范简介
• 1.3 论文研究内容和意义
• 1.3.2 论文研究内容
• 1.3.3 论文研究意义
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 空战仿真模型框架
• 2.1 Sim2000.SMP2 的空战模型框架
• 2.1.1 顶层结构
• 2.1.2 空战平台模型框架
• 2.1.3 空战武器模型框架
• 2.1.4 空战探测器模型框架
• 2.2 歼击机模型
• 2.2.1 歼击机数学模型
• 2.2.2 常用坐标系
• 2.2.3 动力学方程
• 2.2.4 运动学方程
• 2.3 火控模型
• 2.3.1 火控原则
• 2.3.2 武器发射条件
• 2.4 小结
• 第三章 空战决策模型概念框架
• 3.1 空战决策规则
• 3.1.1 决策规则表示
• 3.1.2 空战法则
• 3.1.3 空战机动模式
• 3.1.4 空战决策规则
• 3.2 空战决策概念建模
• 3.2.1 空战决策系统框架
• 3.2.2 空战决策模型概念框架
• 3.2.3 基于有限状态机的空战决策概念框架
• 3.3 空战决策建模
• 3.3.1 基于UML 活动图的决策建模语言元模型
• 3.3.2 基于UML 活动图的空战决策过程描述
• 3.4 小结
• 第四章 空战决策模型框架
• 4.1 脚本技术简介
• 4.1.1 脚本机制
• 4.1.2 Python 语言
• 4.2 基于脚本的决策技术框架
• 4.2.1 脚本框架
• 4.2.2 脚本接口
• 4.3 决策活动图到决策脚本的转换
• 4.3.1 决策活动图到脚本的转换规则
• 4.3.2 决策活动图到脚本的转换算法
• 4.4 空战决策模型的脚本实现
• 4.4.1 中远距机动决策
• 4.4.2 近距机动决策
• 4.4.3 导弹规避决策
• 4.5 小结
• 第五章 案例分析
• 5.1 基于Sim2000.SMP2 的想定编辑
• 5.2 歼击机突防仿真实验分析
• 5.2.1 问题描述及作战想定
• 5.2.2 实验框架
• 5.2.3 仿真实验
• 5.2.4 结果分析
• 5.3 中远距空战仿真实验分析
• 5.3.1 问题描述及作战想定
• 5.3.2 仿真实验
• 5.3.3 结果分析
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读学期间取得的学术成果
• 附录 A
• A.1 中远距机动决策 Python 脚本
• A.2 近距机动决策 Python 脚本