RU2600964C1 - Модель оценивания параметров запуска объектов управления - Google Patents
Модель оценивания параметров запуска объектов управления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600964C1 RU2600964C1 RU2015126243/11A RU2015126243A RU2600964C1 RU 2600964 C1 RU2600964 C1 RU 2600964C1 RU 2015126243/11 A RU2015126243/11 A RU 2015126243/11A RU 2015126243 A RU2015126243 A RU 2015126243A RU 2600964 C1 RU2600964 C1 RU 2600964C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameters
- block
- model
- control objects
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41F—APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
- F41F3/00—Rocket or torpedo launchers
- F41F3/04—Rocket or torpedo launchers for rockets
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Изобретение относится к автоматизированным системам управления и системам управления запуском летательных аппаратов. Модель основана на методе имитационного статистического моделирования, содержит блок функциональных задач вычислительной системы (ВС), блок задания/приема параметров решения, блок задания/приема параметров объекта исследования (ОИ) и параметров обстановки, блок моделирования выхода объектов управления (ОУ) в точку привязки к ОИ, блок распределения ОИ, блок расчета показателей эффективности запуска ОУ. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей модели, повышение эффективности использования летательного аппарата. 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиоэлектронным системам корабля, в частности к автоматизированным системам управления и запуском летательных аппаратов, в частности БПЛА.
Модель предназначена для расчета показателей эффективности запуска летательных аппаратов или объектов управления (ОУ) с учетом параметров обстановки и результатов решения оператора, которые в дальнейшем используются для оценки качества решений на запуск. Кроме того, модель обеспечивает визуализацию процесса полета ОУ с использованием средств трехмерной графики.
Среди известных разработок можно выделить систему планирования маршрута и прокладки траектории полета летательного аппарата для комплекса оборудования вертолета (патент РФ №2520174, МПК В64С 13/00, G01C 23/00, G05D 1/00, G08G 5/00, В64С 27/04, опубл. 20.06.2014 г.). Данная модель рассчитывает траекторию полета вертолета и используется в другой прикладной области.
Наиболее близкой по технической сущности аналогом (прототипом) к предлагаемой модели запуска объектов управления является система построения маршрута летательного аппарата (патент РФ №2504725, МПК F41F 3/04, опубл. 20.01.2014 г.). Описываемая модель построена по принципам имитационного статистического моделирования с помощью средств вычислительной техники, содержит блок функциональных задач корабельной системы управления запуском летательного аппарата, блок задания параметров решения, блок задания параметров объекта исследования и параметров обстановки. Эта модель рассчитывает необходимые параметры запуска и маршрута полета для попадания летательного аппарата в расчетную область (район) с дальнейшим получением параметров объектов исследования (ОИ). При этом учитывается вероятностный характер достижения объектом управления цели полета.
Задачей изобретения является обеспечение расчета показателей эффективности запуска объекта управления, которые в дальнейшем используются для автоматической оценки качества этих решений, а также обеспечивает визуализацию процесса полета объекта управления с использованием средств трехмерной графики.
Техническим результатом является создание модели запуска объектов управления с более широкими функциональными возможностями, позволяющими повысить эффективность использования летательного аппарата, степень автоматизации ввода данных оператором, что обеспечит высокую эффективность применения летательных аппаратов или объектов управления и приведет к снижению их числа, необходимого для выполнения задачи с заданной вероятностью.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что представляемая модель, построенная по принципам имитационного статистического моделирования с помощью средств вычислительной техники, обеспечивающая расчет маршрута полета объектов управления с учетом параметров обстановки и решения оператора, содержащая блок задания (приема) параметров решения, блок задания (приема) параметров объекта исследования (ОИ) и параметров обстановки, имеет блок функциональных задач, возлагаемых на вычислительную систему (ВС) корабля, в который дополнительно введены блок моделирования выхода ОУ в точку привязки к ОИ, блок распределения ОИ, блок расчета показателей эффективности пуска ОУ, обеспечивающие расчет вероятности досягаемости цели и учитывающие средства противодействия противника достижению цели полета объекта управления, а также обеспечивают подготовку данных для автоматического определения оценки действий оператора за принятое решение.
Отличительной особенностью модели являются: во-первых, обеспечивается автоматический ввод исходных данных для моделирования, во-вторых, в процессе моделирования используются результаты решения функциональных задач, а именно, маршруты и профили полета ОУ, вероятности достижения объекта исследования (ОИ), преодоления ОУ системы противодействия противника, что повышает оперативность моделирования процесса полета, а также улучшает его адекватность и согласует результаты моделирования и данные, которые предоставляются оператору.
Основные факторы, учитываемые в модели, можно разделить на параметры обстановки, параметры решения и характеристики ОУ.
К параметрам обстановки относятся:
- количество ОИ в расчетной области;
- по каждому ОИ: тип ОИ, состав ОИ, координаты и параметры движения ОИ;
- координаты и параметры навигации корабля, производящего запуск ОУ;
- типы моделируемых ОУ, их количество и состояние;
- учет мероприятий по обеспечению безопасности при решении задач выработки маршрутов полета ОУ к ОИ (обход запретных зон, перелет зон КС, обеспечение безопасности КС от падения стартового двигателя);
- параметры погодных условий (осадки, температура воздуха, направление и скорость ветра, состояние моря);
- параметры местности в районе ОИ (наличие сложных физико-географических условий);
- параметры тактической обстановки на маршруте полета ОУ.
К параметрам решения относятся:
- метод запуска ОУ;
- дальность до ОИ;
- способ подлета к ОИ;
- включение/отключение режима псевдосбора;
- количество ОУ, используемых для обследования ОИ.
К характеристикам ОУ относятся:
- летно-технические характеристики ОУ;
- характеристики и режимы работы головки обнаружения ОИ;
- характеристики полезного груза ОУ.
Основные расчетные показатели:
- вероятность выполнения поставленной перед ОУ задачи (Wi) - при запуске ОУ по одиночному ОИ;
- математическое ожидание числа ОИ, по которым задача выполнена (Mj)
- при запуске ОУ по групповому ОИ, состоящему из однородных объектов;
- математическое ожидание числа ОИ, по которому задача выполнена, из состава ядра (
) - при запуске по групповому ОИ, состоящему из разнородных объектов.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами фиг. 1-2, где:
- на фиг. 1 представлена структура модели запуска объектов управления;
- на фиг. 2 представлен обобщенный алгоритм имитационного статистического моделирования запуска объектов управления.
Как видно из фиг. 1, модель запуска объектов управления состоит из пяти основных блоков:
- блока задания (приема) параметров решения, который при автономной работе модели формирует эти параметры, а при использовании модели в составе ВС - обеспечивает прием данных о параметрах решения от взаимодействующих программ;
- блока задания (приема) параметров ОИ и параметров обстановки, который аналогично предыдущему блоку обеспечивает задание (прием) параметров ОИ и обстановки;
- блока функциональных задач ВС, который обеспечивает вычисление и ввод в модель маршрута и профиля полета ОУ, координат точек свечений, вероятности досягаемости ОИ, вероятности обнаружения ОИ объектом управления, вероятности преодоления системы противодействия противника;
- блока моделирования выхода ОУ в точку привязки к ОИ, который моделирует процесс полета ОУ от точки старта до точки привязки к ОИ;
- блока распределения ОИ, который решает задачу распределения ОУ по объектам;
- блока расчета показателей эффективности запуска ОУ, который обеспечивает вычисление искомых показателей.
Модель построена по принципам имитационного статистического моделирования с координатным отображением объектов в пространстве и пошаговым развитием процессов во времени.
Обобщенный алгоритм имитационного статистического моделирования запуска ОУ при фиксированном шаге во времени показан на фиг. 2.
В соответствии с приведенным алгоритмом, после установки исходных данных организуются несколько вложенных циклов - по реализациям, по времени, по ОУ.
Моделирование выхода ОУ в точку привязки к ОИ проводится путем пошагового развертывания процесса в пространстве и во времени. Причем при необходимости визуализации полета ОУ по маршруту процесс может развертываться с постоянным шагом во времени с заданной дискретностью. Если такая необходимость отсутствует, процесс развертывается во времени с переменным шагом. Первый шаг соответствует времени движения первого ОУ к точке привязки к ОИ, последующие шаги - интервалам времени между подходами очередных ОУ к точке привязки.
ОУ может не достичь точки привязки по техническим причинам (большая дальность полета, случайное время работы двигательной установки и т.д.). Событие, состоящее в достижении ОУ объекта исследования, моделируется как случайное событие, происходящее с вероятностью Рд, которая рассчитывается ВС. Если ОУ не достигает ОИ, она исключается из дальнейшего рассмотрения.
Ключевое место в модели занимает блок распределения ОИ. Основными задачами, решаемыми этим блоком, являются:
а) определение момента выхода ОУ в точку привязки к ОИ и моментов включения головки обнаружения (ГО);
б) расчет координат ОУ относительно центра группы исследуемых объектов ОИ;
в) определение ориентации зоны обзора ГО относительно центра группы ОИ;
г) определение ОИ, попадающих в зону обзора ГО;
д) закрепление ОУ за выбранным объектом исследования.
Указанные задачи решаются для каждого ОУ, вышедшего в точку привязки к ОИ. В результате получаем распределение ОУ по объектам исследования.
По окончании цикла по всем ОУ проводится подсчет числа ОУ, захвативших каждый объект. По окончании цикла по времени проводится расчет показателей эффективности пуска ОУ.
Вычисление вероятности выполнения задачи по i-му объекту из состава ОИ проводится по формуле:
где pi - вероятность подлета ОУ к i-му объекту;
Qi - вероятность преодоления ОУ противодействия i-го объекта;
ωi - параметр сложности выполнения задачи по i-му объекту;
ni - количество ОУ, запускаемых на i-й объект.
Математическое ожидание числа объектов из состава ОИ, по которым выполнена задача, определяется как:
где I - количество объектов в составе j-го ОИ.
Математическое ожидание числа ОИ из состава ядра, по которым выполнена задача, вычисляется по формуле:
где K - количество объектов в составе ядра j-го ОИ.
Среднее необходимое число подлетов ОУ к ОИ для выполнения задачи (параметр сложности выполнения задачи - ω) известно из опытных данных.
Полученные значения сохраняются для дальнейшей статистической обработки, которая проводится по окончании цикла по реализациям.
Визуализация полета ОУ заключается в отображении процесса запуска по одной реализации имитационной модели средствам трехмерной графики.
Таким образом, разработанная имитационная статистическая модель учитывает основные факторы, определяющие эффективность запуска ОУ, в процессе моделирования сопрягается с функциональными задачами ВС и обеспечивает вычисление показателей эффективности, необходимых для автоматического определения оценки оператора за принятое решение на запуск ОУ.
Работоспособность модели подтверждена результатами сравнения с действующим вариантом системы управления пуском объекта управления и статистическими данными по опытным запускам.
Claims (1)
- Модель оценивания параметров запуска объектов управления, построенная по принципам имитационного статистического моделирования с помощью средств вычислительной техники, обеспечивающая расчет маршрута полета объектов управления с учетом параметров обстановки и решения оператора, содержащая блок функциональных задач вычислительной системы (ВС), блок задания/приема параметров решения, блок задания/приема параметров объекта исследования (ОИ) и параметров обстановки, отличающаяся тем, что в состав блока функциональных задач ВС дополнительно введены блок моделирования выхода ОУ в точку привязки к ОИ, блок распределения ОИ, блок расчета показателей эффективности запуска объектов управления (ОУ), обеспечивающие расчет вероятности досягаемости цели и учитывающие количество назначенных ОИ, средств противодействия противника, набора параметров целераспределения, задания различных признаков налета, сопряженными с функциональными задачами корабельной системы управления запуском объектов управления, а также обеспечивают подготовку данных для автоматического определения оценки оператора за принятое решение.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015126243/11A RU2600964C1 (ru) | 2015-07-01 | 2015-07-01 | Модель оценивания параметров запуска объектов управления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015126243/11A RU2600964C1 (ru) | 2015-07-01 | 2015-07-01 | Модель оценивания параметров запуска объектов управления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2600964C1 true RU2600964C1 (ru) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015126243/11A RU2600964C1 (ru) | 2015-07-01 | 2015-07-01 | Модель оценивания параметров запуска объектов управления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2600964C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658351A (en) * | 1984-10-09 | 1987-04-14 | Wang Laboratories, Inc. | Task control means for a multi-tasking data processing system |
| RU49297U1 (ru) * | 2005-07-06 | 2005-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования | Информационно-управляющий комплекс летательных аппаратов |
| RU2504725C2 (ru) * | 2012-01-13 | 2014-01-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предриятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") | Способ пуска ракет для подвижных пусковых установок |
| RU2520174C2 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-06-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | Комплекс бортового оборудования вертолета |
-
2015
- 2015-07-01 RU RU2015126243/11A patent/RU2600964C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658351A (en) * | 1984-10-09 | 1987-04-14 | Wang Laboratories, Inc. | Task control means for a multi-tasking data processing system |
| RU49297U1 (ru) * | 2005-07-06 | 2005-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт авиационного оборудования | Информационно-управляющий комплекс летательных аппаратов |
| RU2504725C2 (ru) * | 2012-01-13 | 2014-01-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предриятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") | Способ пуска ракет для подвижных пусковых установок |
| RU2520174C2 (ru) * | 2012-08-01 | 2014-06-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | Комплекс бортового оборудования вертолета |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107145161B (zh) | 无人机访问多目标点的航迹规划方法及装置 | |
| Behnck et al. | A modified simulated annealing algorithm for SUAVs path planning | |
| CN107103164B (zh) | 无人机执行多任务的分配方法及装置 | |
| CN103994768B (zh) | 动态时变环境下寻求全局时间最优路径的方法及系统 | |
| CN112015174B (zh) | 一种多agv运动规划方法、装置和系统 | |
| US8781802B2 (en) | Simulation device and simulation method | |
| JP6379117B2 (ja) | 経路探索装置、経路探索方法及び経路探索プログラム | |
| CN102323963B (zh) | 一种飞行器动态综合隐身性能评估软件仿真平台及构建方法 | |
| ES2345782T3 (es) | Disposicion y procedimiento para generar informacion de entrada para un dispositivo de simulacion. | |
| Seo et al. | Measurement of effectiveness for an anti-torpedo combat system using a discrete event systems specification-based underwater warfare simulator | |
| Öst | Search path generation with UAV applications using approximate convex decomposition | |
| KR20190039782A (ko) | 레이더의 성능을 예측하기 위한 시스템 및 방법 | |
| KR20180067506A (ko) | 무인 차량 시뮬레이터 | |
| Pérez-Carabaza et al. | Minimum Time Search in Real‐World Scenarios Using Multiple UAVs with Onboard Orientable Cameras | |
| RU161982U1 (ru) | Научно-исследовательская модель прогнозирования вариантов построения ударов крылатыми ракетами | |
| Davis et al. | Development of a modified Voronoi algorithm for UAV path planning and obstacle avoidance | |
| Bo et al. | A hierarchical optimization strategy of trajectory planning for multi-uavs | |
| RU2600964C1 (ru) | Модель оценивания параметров запуска объектов управления | |
| CN117034456A (zh) | 火箭的飞行轨迹评估方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| Cook et al. | Intelligent cooperative control for urban tracking with unmanned air vehicles | |
| JP6689046B2 (ja) | 物体検出システム | |
| Fügenschuh et al. | Mission planning for unmanned aerial vehicles | |
| Abraham et al. | Industry-track: Challenges in rebooting autonomy with deep learned perception | |
| CN115357500A (zh) | 自动驾驶系统的测试方法、装置、设备和介质 | |
| Vanek et al. | Vision only sense and avoid: A probabilistic approach |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170702 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200514 |