集群弹药智能组群理论与方法

第1 章　集群智能概述…………………………………………………………… 001
　　1. 1　集群智能的起源及特征……………………………………………… 002
　　1. 2　自然界大规模生物集群的启示……………………………………… 003
　　1. 3　集群行为的关键因素………………………………………………… 005
　　1. 4　集群行为与马尔可夫决策过程……………………………………… 007
　　　　1. 4. 1　马尔可夫决策过程………………………………………… 008
　　　　1. 4. 2　部分可观察马尔可夫决策过程…………………………… 010
　　　　1. 4. 3　分布式部分可观测马尔可夫决策过程…………………… 011
　　　　1. 4. 4　集群中的马尔可夫决策过程……………………………… 012
　　1. 5　集群智能与多智能体理论…………………………………………… 013
　　　　1. 5. 1　智能体的定义与理解……………………………………… 014
　　　　1. 5. 2　慎思型智能体和反应型智能体…………………………… 014
　　　　1. 5. 3　多智能体间的协商………………………………………… 016
　　　　1. 5. 4　多智能体间的通信………………………………………… 018
　　1. 6　集群智能与决策、优化、学习的关系…………………………… 019
　　参考文献……………………………………………………………………… 021
第2 章　集群弹药的数学模型及涌现机理…………………………………… 023
　　2. 1　弹药与集群智能的联系……………………………………………… 024
　　　　2. 1. 1　集群弹药简述……………………………………………… 024
　　　　2. 1. 2　弹药与集群的映射关系…………………………………… 025
　　　　2. 1. 3　集群弹药影响因素………………………………………… 027
　　　　2. 1. 4　集群弹药的分类…………………………………………… 030
　　2. 2　集群弹药的数学模型………………………………………………… 031
　　　　2. 2. 1　自底而上自组织模型……………………………………… 033
　　　　2. 2. 2　集群弹药数学模型………………………………………… 037
　　2. 3　集群弹药模型的理解………………………………………………… 042
　　　　2. 3. 1　自组织特性………………………………………………… 042
　　　　2. 3. 2　涌现特性…………………………………………………… 045
　　2. 4　以毁伤为驱动的参数学习…………………………………………… 047
　　　　2. 4. 1　以毁伤为基础的价值函数设计…………………………… 047
　　　　2. 4. 2　数据采集与算法训练……………………………………… 048
　　参考文献……………………………………………………………………… 050
第3 章　集群弹药混合式体系架构…………………………………………… 053
　　3. 1　慎思式集群作战任务驱动范式……………………………………… 054
　　　　3. 1. 1　复杂环境预先任务分配…………………………………… 055
　　　　3. 1. 2　多目标确定性武器- 目标分配问题……………………… 061
　　　　3. 1. 3　多目标不确定武器- 目标分配问题……………………… 078
　　　　3. 1. 4　复杂环境实时任务分配…………………………………… 087
　　3. 2　反应式个体行为规则驱动范式……………………………………… 106
　　　　3. 2. 1　自组织行为演化流程……………………………………… 108
　　　　3. 2. 2　个体行为规则……………………………………………… 108
　　　　3. 2. 3　行为原型…………………………………………………… 111
　　　　3. 2. 4　基于启发式算法的多规则组合优化方法………………… 111
　　　　3. 2. 5　试验验证…………………………………………………… 112
　　参考文献……………………………………………………………………… 133
第4 章　仿生组群原理及关键技术…………………………………………… 141
　　4. 1　概述…………………………………………………………………… 143
4. 2　视觉驱动的集群协作模型…………………………………………… 145
　　　　4. 2. 1　视觉输入层………………………………………………… 146
　　　　4. 2. 2　视觉信息层………………………………………………… 148
　　　　4. 2. 3　行为规则层………………………………………………… 150
　　　　4. 2. 4　动作输出层………………………………………………… 151
　　4. 3　任务导向的表型优化………………………………………………… 151
　　　　4. 3. 1　编码与交叉变异…………………………………………… 152
　　　　4. 3. 2　解码与选择………………………………………………… 154
　　4. 4　数值试验与结果分析………………………………………………… 155
　　　　4. 4. 1　算例构建…………………………………………………… 155
　　　　4. 4. 2　对比参数设置……………………………………………… 156
　　　　4. 4. 3　弹药集群性能指标………………………………………… 157
　　　　4. 4. 4　试验结果与分析…………………………………………… 158
　　4. 5　小结…………………………………………………………………… 169
　　参考文献……………………………………………………………………… 170
第5 章　集群弹药的博弈、制导与控制……………………………………… 177
　　5. 1　博弈和集群弹药的关系……………………………………………… 178
　　　　5. 1. 1　三方微分博弈决策模型…………………………………… 180
　　　　5. 1. 2　微分博弈控制的*优性分析……………………………… 182
　　　　5. 1. 3　基于双重拍卖的TAD 匹配方法…………………………… 183
　　5. 2　集群协同末制导……………………………………………………… 185
　　　　5. 2. 1　弹着角约束下的制导……………………………………… 185
　　　　5. 2. 2　时间约束下的末制导……………………………………… 188
　　　　5. 2. 3　初步仿真验证……………………………………………… 192
　　　　5. 2. 4　小结…………………………………………………………… 200
　　5. 3　低成本末制导技术…………………………………………………… 200
　　　　5. 3. 1　捷联制导回路系统模块化设计…………………………… 201
　　　　5. 3. 2　成像反馈回路设计………………………………………… 204
　　　　5. 3. 3　智能弹药纵向制导系统设计……………………………… 209
　　　　5. 3. 4　智能弹药横向制导系统设计……………………………… 214
　　　　5. 3. 5　小结…………………………………………………………… 221
　　5. 4　本章小结……………………………………………………………… 221
　　参考文献……………………………………………………………………… 221
第6 章　集群弹药效能评估方法……………………………………………… 225
　　6. 1　智能集群弹药评价体系的构建……………………………………… 226
　　　　6. 1. 1　集群弹药能力评估指标体系构建………………………… 227
　　　　6. 1. 2　集群弹药能力评估系统搭建……………………………… 229
　　　　6. 1. 3　集群弹药能力评估测试流程建立………………………… 233
　　　　6. 1. 4　常见评估方法……………………………………………… 234
　　6. 2　集群弹药应用场景探究……………………………………………… 238
　　　　6. 2. 1　集群弹药协同作战有效性分析…………………………… 240
　　　　6. 2. 2　影响集群弹药协同作战能力的核心要素探究…………… 244
　　　　6. 2. 3　小结…………………………………………………………… 247
　　参考文献……………………………………………………………………… 247
第7 章　集群弹药验证手段……………………………………………………… 249
　　7. 1　硬件在回路仿真系统………………………………………………… 251
　　　　7. 1. 1　仿真系统设计要点………………………………………… 252
　　　　7. 1. 2　基于数字孪生技术的集群建模…………………………… 258
　　　　7. 1. 3　系统功能设计与实现……………………………………… 269
　　7. 2　弹载决策与控制软件的设计………………………………………… 280
　　　　7. 2. 1　分布式决策框架的构建…………………………………… 280
　　　　7. 2. 2　信息交互方法……………………………………………… 282
　　　　7. 2. 3　集群信息的获取…………………………………………… 284
　　7. 3　基于视场投影模型的仿生集群……………………………………… 285
　　　　7. 3. 1　视场投影模型……………………………………………… 285
　　　　7. 3. 2　基于行为规则的集群控制方法…………………………… 286
　　　　7. 3. 3　行为规则权重与集群弹药任务的映射关系……………… 288
　　7. 4　风场扰动环境下的编队保持技术………………………………… 291
　　　　7. 4. 1　风场扰动环境下的协同控制问题建模…………………… 292
　　　　7. 4. 2　编队保持控制方法………………………………………… 294
　　7. 5　控制—人机交互系统的设计………………………………………… 296
　　7. 6　本章小结……………………………………………………………… 298
　　参考文献……………………………………………………………………… 299