面向对象的舰炮武器系统建模与仿真

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舰载激光武器系统建模与仿真技术_栾胜利

−
x2
⎩
0
, d t <| r1 − r2 | , | r1 − r2 |< d t < m ax(r1 , r2 )
, m ax(r1 , r2 ) < d < r1 + r2 , r1 + r2 < d
（12）
其中，
x
=
1 2
(dt
+
(r12
−
r22 ) /
dt ) 。
外制导；毁伤阈值经验数数组
相关。
1）海上大气透过率
当功率为 Pλ 的激光在大气中传输时，由于吸收和散射引起的辐射衰减的相对值都与通过的距离 dR 成
正比，则
dPλ / Pλ = - µ(λ)dR
（3）
式中，µ(λ) 为衰减系数，包括吸收系数和散射系
rc
=
⎡ λ2 cosε ⎤3/5
0.185
⎢ ⎢⎣
∫0R
Cn2
(h)dh
⎥ ⎥⎦
摘要：针对舰载激光武器系统仿真技术发展要求和应用方向，通过对舰载激光武器系统组成、功能和作战过程
的分析，归纳整理出一套较完整的舰载激光武器仿真模型，其中对激光能量传输仿真模型和毁伤效果仿真模型进
行详细描述；并提出仿真软件设计方案，包括软件功能组成、软件结构、软件运行流程等仿真软件设计要点；最
后介绍了软件的仿真输出结果。文中设计的仿真软件可支持舰载激光武器系统的设计开发，也可以应用到舰船新
数，晴好天气时有 µ(λ) = 0.1km -1 。
将上式积分得
Pλ ( R ) = Pλ 0 exp[-µ (λ ) R ]
（4）
其中，Pλ0 为 R = 0 处的辐射功率，Pλ (R) 为激光在大气

某型舰炮武器系统训练模拟器设计

某型舰炮武器系统训练模拟器设计作者：牛效兵白洪宝李立纬来源：《电脑知识与技术》2015年第34期摘要：为满足某型舰炮武器系统教学训练需求，结合半实物仿真和虚拟建模，研制了该训练模拟器；介绍了该训练模拟器的总体设计思路，详细论述了模拟器的功能及组成，操作训练和故障排除的仿真方法，该模拟器能较好地满足任职教育院校培养学员岗位任职能力的需求，并且对新装备训练模拟器的开发具有较强的借鉴作用。

关键词：模拟器；模拟训练；故障模拟中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）34-0191-02Abstract： In order to meet the training needs of a certain type of naval gun weapon system，combined with the semi physical simulation and virtual modeling， the training simulator is developed. The general design idea of the training simulator is introduced. The function and composition of the simulator and the simulation method of the operation training and fault elimination are discussed in detail. The simulator can meet the needs of training posts competencies of students in assignment education academy. And it has a strong reference to the development of new equipment training simulator.Key words： simulator； simulation training； fault simulation1 概述由于受到装备、场地、经费、维护保养等条件的限制，某型舰炮武器系统实装联动及故障排除训练很难开展，尤其是实装不可能随意产生各种故障现象，装备故障分析排除的训练更是难以开展，而模拟训练以安全、经济、不受气候条件和场地限制、能实现“全任务”训练、大批量训练等独特优势，成为解决上述问题的主要途径。

舰炮武器系统作战效能建模与评估

ｂｓｇＡ．ＣｍｄｌａｄａａｔｉｒｃｙｐｏｅｓＡＰ，ｎｒｃｅｅｒｏｎｎｌｉｏｔｙｕｉＤ．ｏｅｎｎｌｉｈｅａｈｒｃｓ（Ｈ）ａｄｐｏｅｄｄｐｏｆａｄａａｙｓｆｈｎｙｃｒｓｅ
ｉｕｔａｉｎ．ｈｅｒｓｌｄｍｏｔａｅｔａｈｍｏｅｓｃｎｒｃｅｎｖｌｇｎｌｓｒｔｏＴｅｕｔｅｎｓｒｔｓｈｔｔｅｌｓｄｌａｐｏｅｄａａｕｗｅｐｎｙｔｍ ’ ｐｒｔｎｌａｏｓｓｅＳｏｅａｉａｏｅｆｃｉｅｅｓａｓｓｍｅｔｂｏｉｉｇｗｉｕｒｎｙｔｍｅｔｄｔｓ，ｈｉｅｕｔｉｉｒｄｔｂｅ，ｎｈｓｆｅｔｎｓｓｅｓｎｙｃｍｂｎｎｔｃｒｅｔｓｓｅｔｓａａｔｓｒｓｌｓｑｕｔｃｅｉｌａｄｔｉｖｈｅａ
（ｎｔ２４ｆＬＨｌｄｏ１５０，ｈｎ）Ｕｉ９９１ｏＡ，ｕａ２０１ＣｉａＰｕ
ＡｂｓｒｃＯｐｒｔｎｌｅｆｃｉｅｓｆｎｖｌｇｎｗｅｐｎｓｓｅｗａｙｔｅｉａｕｉｈｔｎｖｌｔａｔ：ｅａｉａｆｅｔｎｅｓｏａａｕａｏｙｔｍｓａｓｎｈｓｓｍｅｓｒｎｇｔａａａｏｖ
第３２卷第５期
２１００年５月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ．２，Ｎｏ．１３５Ｍａｙ，２００１
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

舰载激光武器系统建模与仿真技术

ＬＮＳｅｇｌ．ＮＪｎｘｎＪＧＣｏｇｉＵＡｈｎ — ＨＡｉ — ｉｇ．ＩｉａＡＮｈｎ￣ａｎ（．ｖｒｍｎｅａｍｅｔＢｉｎ０５Ｃｉ；１ＮａｙＡｍａｅｔｐｒｎ，ｅｉｇｌ０，ｈａＤｔｊｌ０ｎ２ＪａｇｕＡｔｍｔｎＲｓａｃｓｔｔｏＳＣＬａｙｎａｇ２２０，ｈｎ）．ｉｓｕｏａｉｅｅｒｈＩｔｕｅｆＩ，ｉｕｇｎ２０６ＣｉａｎｏｎｉＣｎ
ｓｉｂｎｅｈｉｎｅｇｙｌｓｒｗｅｐｓｔｅｍｏｌｎｃｕｎａｅａｐｏｐａｔｏｎｔｅａｍｏｓｈｐｏｒｇｈｅｒａｅａｏｎ，ｈｄｅｉｌｄｉｇｌｓｒｂｅｍｒｇａｉｎｉｈｔｐｈｅｅａｍａｅｅｆｃ；ｒｎｄｄａｇｆｅｔ
ｔｅｈｎ，ｐｅｅｔｄｓｇｎｆｉｍｌｔｏｏｆｗａｅｒｓｎｅａｄｅｉｏｒｓｎａｉｎｓｔｒ．Ｔｈｅｏｉｓｓｃｓｓｔａｅｆｎｃｉ，ｓｔｒｏｎｇａｉｎａｄｅｋｙｐｎｔｕｈａｏｆｗｒｕｔｏｎｏｆｗａｅｃｆｕｒｔｏｎｉｓｆｗａｅｆｏｃｒａｖｌｏｂｅｔｆＦｒｏｔｒｗｈａｔｈｅａｓｅｎｐｕｗａｄ．ＦｉｌｙｈｉｕｌｔｅｕｌＳｇｖｅｌｏｎａｌ，ｔｅｓｍａｅｒｓｔｉｉｎ；ｔｉｕｌｔｏｎＳｔａｅｃｎｂｅｕｅｈｅｓｍａｉＯｆｗｒａｓｄｆｉｕａｅａｔｓａｉｎｏｆｓｉｂｏｒｓｍｌｔｔｅｔｔｏｈｐｏｍｅｈｉｈｅｒＹｌｓｒｗｅｐｏｙｔｍｎｗｈｉｏｎｒｄｌｎｓｎｄａｔ— ｉｓｌｒｇｎｅｇａｅａｎｓｓｓｅａｄｎｅｓｐｂｒｅａｉ— ｅｅｅａｎｉｍｓｉｆｅｅｉ

舰炮武器系统仿真试验平台的建立与应用

舰炮武器系统仿真试验平台的建立与应用一、绪论A. 研究背景和意义B. 国内外研究现状和发展动态C. 研究目的和意义二、理论基础A. 舰炮武器系统基本原理B. 仿真试验技术的基本原理C. 舰炮武器系统仿真试验平台的基本要求三、舰炮武器系统仿真试验平台的建立A. 舰炮武器系统仿真试验平台的系统设计B. 舰炮武器系统仿真试验平台的软硬件环境构建C. 舰炮武器系统仿真试验平台的组成与运行原理四、应用实例分析A. 舰炮武器系统仿真试验平台的测试案例及结果分析B. 舰炮武器系统仿真试验平台的可行性证明C. 舰炮武器系统仿真试验平台的应用前景展望五、结论A. 主要研究成果总结B. 存在的问题与改进措施C. 后续研究展望及发展方向一、绪论A. 研究背景和意义舰炮武器系统是海上作战中的重要武器装备之一，其直接决定着海上作战力量的攻击打击能力。

随着科学技术的不断发展，现代舰炮武器系统不断提高了其射击精度、射程、威力以及自动化程度等方面的性能指标，从而大幅度提高其在海上作战中的实用性和效能。

随着互联网及数字技术等的发展成熟，仿真技术的应用也越来越广泛，并逐渐被应用到了武器装备的设计、建模、仿真以及真实环境下的验证等各个领域。

因此，利用仿真技术对舰炮武器系统的建模及仿真，可有效降低开发成本、提高装备性能、减少实际环境下的测试次数，是未来发展的方向。

B. 国内外研究现状和发展动态目前，国内外对于舰炮武器系统仿真技术的应用日趋广泛。

国外在舰炮武器系统仿真试验方面已有多个平台，如美国海军研究实验室（NSWC）推出的WEPS、美国陆军兵器研究发展工程中心（ARDEC）开发的BCS和SYSCOM，以及俄罗斯的KET等。

而国内则由于缺乏相关技术和资金的投入，在舰炮武器系统仿真试验上相对滞后，需进一步提高技术水平。

C. 研究目的和意义本论文旨在通过对舰炮武器系统仿真试验平台的建立、应用案例的模拟分析及数据研究，探讨利用仿真技术对该系统进行建模仿真的可行性、效果和应用前景等问题，为舰炮武器系统仿真试验的相关研究提供一定的理论指导和实践基础，以此来提高舰炮武器系统在海上作战中的实用性和效能。

舰艇CGF中的武器系统仿真模型设计

系统三个部分。随着海战模拟训练规模的不断扩大，仿真对象的武器系统模型越来越复杂，需要描述的智能化的武器系统不断增多，传统的面向对象
转化为依次实现的目标队列。或者将运筹学中多
目标规划的算法嵌入Ａｇｎ系统，多目标中找ｅｔ在
摘
要：为降低训练费用，保障参训人员的安全，构建舰艇计算机生成武器系统模型，主要包括舰艇动态
模型、自治行为产生和人机交互系统，计基于目标驱动Ａｇｎ的舰艇武器系统仿真模型的基本结构，利设ｅｔ并
用ＶＣ＋实现了一个舰艇ＣＦ武器系统。＋Ｇ
技术［很难表达作战实体的信念、望、图等精２］愿意神状态，以满足仿真的需要。为此，舰艇平台难在
动态模型详细设计的基础上，对兵力武器系统仿真
模型的设计进行研究。已有的一些舰艇ＣＧＦ武器系统仿真模型［］在着武器控制比较简单、能４存智化程度不高、要人工干预多等不足，法实现海需无战模拟中武器系统智能决策的要求。利用Ａｇｎｅｔ技术实现舰艇ＣＦ武器系统仿真，Ｇ能准确领会作战指挥员的意图，知、应并运用于复杂的不断感适
第３９卷
第４期
船海工程
ＳＰ＆０ＣＥＡＮＨＩＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ．９Ｎｏ４１３．Ａｕ．００ｇ２１

某舰炮弹道过程模拟仿真及优化

某舰炮弹道过程模拟仿真及优化随着系统工程理论的不断深入,单独讨论某弹道段的仿真及优化设计已不能满足武器全弹道过程的研究,建立一套既具备全弹道过程仿真功能又可实现弹道过程的综合性能优化设计的系统性软件成为弹道工作者所追求的目标。

本文以某舰炮系统配备新型弹种为研究对象,深入分析影响弹道性能的主要参数,开发了全弹道过程的正面仿真及其优化设计软件,本论文主要完成了以下几个方面的工作：(1)建立了某舰炮系统全弹道过程仿真平台,仿真软件考虑到工程实际需求,分别在各个弹道段上提供了多种计算模型,如：内弹道模型包含了经典模型和两相流模型；外弹道质点模型和刚体运动模型；终点弹道的穿甲模型和破片毁伤概率模型。

此外,气动力计算模块采用便于优化设计的工程经验方法。

为了验证软件的正确合理性,以某舰炮发射简易制导弹为例,对其进行全弹道过程仿真,可以实现全弹道过程的预测性计算以及弹道参数符合计算并为全弹道优化设计奠定基础。

(2)深入分析了全弹道过程中影响弹道性能的各种因素,分别从内弹道性能、气动-外弹道性能及终点毁伤性能三方面进行讨论,主要包括点传火方式、膛内装药方式、火炮结构、弹药几何外形、毁伤方式以及对应的毁伤元等方面对弹道性能的影响规律。

在此基础上分析了哪些因素是影响全弹道过程的综合因素,并选定适合做全局设计变量的参数。

(3)分析了遗传算法应用到弹道优化中的优越性,结合弹道计算特性,针对基本遗传算法存在的缺陷进行改进：采用实数编码方式和自适应遗传操作,有助于提高计算精度、收敛速度和运行效率,并避免了基本遗传算法带来的盲目性,然后引进小生境最优保留策略,可有效保持种群的多样性,提高全局搜索能力,避免陷入局部最优解。

将改进后的遗传算法应用到外弹道优化设计中进行验证,以指定飞行距离上的飞行时间为目标函数,得到的优化方案与传统优化方法得到的方案进行对比,证明遗传算法可获得高可信度的设计结果。

(4)对多目标遗传算法NSGA-Ⅱ进行了深入研究,开展了该多目标优化方法在内弹道优化设计中的应用研究,建立了内弹道一维两相流多目标优化设计模型,并结合弹道计算特性,引入“过滤”机制,以炮口初速、炮口压力以及压力波为目标函数进行多目标优化设计,并利用TOPSIS方法进行了多目标决策分析,验证了多目标遗传算法在弹道优化中的可行性和合理性。

舰炮武器系统仿真试验可信性评估方法

舰炮武器系统仿真试验可信性评估方法朱绍强;李相民【摘要】在介绍舰炮武器系统半实物仿真原理及系统组成的基础上，深入探讨了仿真试验结果可信性问题、仿真模型校核、验证与确认（VV&A）的层次、仿真模型评估方法；介绍了基于最大熵谱估计的可信性评估定量分析方法；给出了仿真试验静、动态数据的验证方法以及仿真结果静、动态精度的检验方法；最后，以某型舰炮武器系统定型试验雷达通道数据验证了以上所述方法的有效性，并展望了可信性分析方法的发展方向。

%On the basis of introduction on the composition and principle of Naval gun weapon system hardware-in-the-loop simulation system,the problem of simulation results credibility is explored deeply. The evaluation method for credibility based on maximum entropy spectrum estimation is introduced. The static and dynamic test methods for simulation results are given;the development trend of credibility analysis method is also looked ahead.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】6页(P36-40,44)【关键词】舰炮武器系统;仿真试验;可信度;最大熵谱估计【作者】朱绍强;李相民【作者单位】海军航空工程学院，山东烟台 264001; 解放军92941部队，辽宁葫芦岛 125001;海军航空工程学院，山东烟台 264001【正文语种】中文【中图分类】TP391.9随着舰炮武器系统性能的迅速提高，对试验与鉴定不断提出新的更高的要求，仅仅依靠外场试验已经无法适应新型舰炮武器系统的试验需求。

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武器设备进行协同控制是难以实现的。前，目越来越多的研究工作围绕着 “
统的指挥控制，系统向着自动化和智能化的方向发展。它使
了多作战任务并行控制和多武器设备动态分配等功能，可以部分或完全代替指挥员进行作战指挥决策和设备协同控制，使指挥控
（哈尔滨工程大学４６０教研室，黑龙江哈尔滨１００）５０１
摘
要：作为传统的舰载武器装备，舰炮武器系统需要向着智能化和自动化方向发展。面向对象理论已成为复杂系统设计和分析中
一
种必不可缺的工具，这种技术为舰炮武器系统的研究提供了重要的平台。利用抽象、分类、装、继承、关联、消息通讯封
本文就利用面向对象的方法对舰炮武器系统进行分析，在
第三代舰炮武器系统的基础匕建立了新的模型，并通过Ｖ＋．Ｃ＋６０结合Ｏ￣Ｇ对结果进行了仿真。ＩＬ
制更加自动化和智能化【５】ｏ
新型舰炮武器系统的模型可以分为以下三个层次：（指控层１）
收稿日期：０－８２６０－１０５
指控层由显控终端和中央处理系统组成。
维普资讯
（动技与用２０年２卷２ ‘ 化术应》０７第６第期自
计算机应用
Ｃｏｍｐｕｅｒａｐｉａｉｎｓｔｐｌｔｏｃ
面向对象的舰炮武器系统建模与仿真
栗蓬．严勇杰，朱齐丹
（ｒｉｎｉｅｒｇＵｎｖｒｔ，ｒｉ１００，ｉａＨａｂｎＥｇｎｅｉｎｉｅｓｙＨａｂ５０１Ｃｈｎ）ｉｎＡｂｔａｔｊｃ—ｒｎｅｃｎｑｅｈｓｉｃｅｓｇｙｂｃｍｅａｎｃｓａｙｔｏｉｅｄｓｇｎｎｌｓｓｆｏｌａｅｙｔｍｓｓｒｃ：ｅｔｉｔｔｈｉｕａｒａｉｌｅｏｅｅｓｒｏｌｎｔｅｉｎａｄａａｙｉｏｍｐｉｔｄｓｓＯｂｏｅｄｅｎｎｈｃｃｅ．
ＴｈｉｕａｉｎｍｏｅｆｔｅＳｈｐｏｎｔｌｒｅｐｎＳｓｅｂｓｄｏｈｏｃｐｓｏｂｓｒｃｉｎｃａｓｆｃｔｏ，ｅｓｍｌｔｏｄｌｉｂｒｅＡｒｉｌｙＷａｏｙｔｍａｅｎｔｅｃｎｅｔｆａｔａｔｏ，ｌｓｉｉａｉｎｏｈｅｅｃｐｕａｉｎ，ｎｅｉｉｇａｄｒｌｖｎｙｃｎｃｅｒｙｔｅｒｌｔｏｓｉｅｗｅｎｅｃｑｉｍｅｔｎａｓｌｔｏｉｈｒｎｎｅｅａｃａｌａｌｈｅａｉｎｈｐｂｔｅａｈｅｕｐｔｎ．
Ｍｏｅｎｎｉｌｉｆｈｂｃ－ｒｎｄｄｌｇｄＳｍｕｔｎｅＯｊｔｉｔｉａａｏｏｔｅ－ｅｅＯ
ＳｈｐｏｎｔｌｒｅｐｎＳｙｔｍｉｂｒｅＡｒｌｙＷａｏｓｅｉｅ
ＬｅｇＹＮＹｎ－ｅＺ・ａＩｎ，Ａｏｇｊ，ＨＵＱｉｎＰｉｄ
２面向对象的舰炮武器系统模型
面向对象方法是围绕现实世界概念组织模型的一种崭新的
思维方式，其基本思想是以对象出发构造系统。向对象方法与面传统的面向功能方法完全不同。功能方法学的重点放在指定和分
解系统功能方面，这种方法似乎是最直接得到所期望目标的一种
实现方式，但是一旦需求发生变化，可能要求进行大量的重系统新构造工作。向对象方法学首先集中在应用领域的对象，面然后围绕这些对象进行处理，使系统更能适应变化的需求【Ｉ。Ｉ Ⅱ 为了实现软控制的思想，我们在第三代舰炮武器系统的基础上建立了新的系统模型。在组成上，用中央处理系统和显控终端代替原有的控制平台和显控台。在功能上，中央处理系统增加
等概念建立了舰炮武器系统的模型结构清晰，改原来 “ 囱式”的模式，一烟更好的反映了系统的工作流程和各设备间的交互
关系。使系统朝着标准化、模块化方向发展。关键词ｉ舰炮武器系统；向对象；对象模型；任务管理面中图分类号：４．２Ｎ９５１文献标识码：Ａ文章编号：０３２１２０）２０６ — ５１０ —７４（０７０－０２０
Ｋｅｒｓｓｉｂｒｅａｔｌｒａｏｙｔｍ；ｂｅｔｒｎｅ；ｂｅｔｄｌｔｓ・ｎｇｍｅｔｙＷｏｄ：ｈｐｏｎｒｌｙｗｅｐｎｓｓｅｏｊｃ— ｉｔｄｏｊｃｍｏｅ；ａｋｍａａｅｎｉｅ－ｅｏ ‘
１引言
舰炮武器系统作为水面舰艇的传统武器装备，具有反应快、抗干扰能力强、能持续作战等优点，在现代战争中发挥着重要的作用。炮武器系统是一个复杂的系统，舰现阶段，舰炮武器系统的控制平台主要采用 “ 硬控制” 的方法，即利用硬件来实现对系统的指挥控制，对作战任务的选择和武器设备的分配完全是依靠手动完成。但随着现代战争需求的不断提高，在舰炮武器系统中，作战指挥和设备控制的流程和层次交叉重叠，对于展示复杂多变、千钧一发的局面，仅仅依靠指挥员对作战任务进行指挥决策和对