[發明專利]空戰飛機設計參數及智能體綜合迭代系統

有效

• 申請號: 202010924336.2
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112287451B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 匡敏馳;朱紀洪;侯利兵;閆星輝;周文卿;謝其致
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發明公開了屬于智能空戰技術領域的空戰飛機設計參數及智能體綜合迭代系統，其特征在于：智能迭代模塊通過智能空中對戰環境對空戰飛機的典型關鍵戰術指標組合進行迭代；所述智能空中對戰環境包含電磁仿真模塊、紅外仿真模塊、自主決策模塊、飛行控制模塊、人機交互模塊、動力學仿真模塊、視景仿真模塊，可以對空戰過程進行高精度仿真；智能體篩選模塊可以根據對戰結果對空戰智能體進行篩選；復盤推演模塊可以對智能空中對戰過程進行復盤和推演。其技術效果是：所述空戰飛機設計參數及智能體綜合迭代系統具有很高的空戰過程模擬精度，能夠顯著降低空戰飛機設計人員的工作量，可以高效快速地篩選出空戰能力強的智能體。

技術領域

本發明屬于智能空戰技術領域，具體涉及空戰飛機設計參數及智能體綜合迭代系統。

背景技術

在進行戰斗機、攻擊機、電磁干擾機、預警機等空戰飛機的總體設計時，設計人員往往需要對大量設計參數不同的飛機總體方案進行迭代評估，迭代評估的工作量很大。此外，由于空戰過程受電磁和紅外特征、武器攜帶量、飛機推重比、飛機最大過載等復雜因素影響，僅憑設計人員的經驗和計算，難以有效評估采用某設計參數的飛機總體方案的作戰效能。利用智能迭代技術自動評估并迭代出作戰效能最優的飛機總體方案，是一種有效的解決途徑。在智能迭代過程中，如何建立高仿真度的空中對戰環境是首先需要解決的問題。考慮到智能迭代需要進行大量的智能空中對戰，計算量很大，如何加速迭代收斂過程是需要解決的核心問題。另外，在未來空戰中，無人機的作用將愈發重要，隨著先進智能技術的發展，采用空戰智能體操控無人戰斗機執行空中任務已經成為可能。但是如何準確評估空戰智能體的作戰能力，高效地篩選出作戰能力強的空戰智能體，也是一個亟待解決的技術難題。

發明內容

針對上述難題，本發明提供一種空戰飛機設計參數及智能體綜合迭代系統，該系統結合高仿真度的智能空中對戰環境，通過智能迭代模塊對空戰飛機的典型關鍵戰術指標組合進行自動迭代，采用智能體篩選模塊根據對戰結果對空戰智能體進行自主篩選，迭代和篩選效率高，可以顯著降低設計人員的工作量。

本發明所使用的技術方案是：空戰飛機設計參數及智能體綜合迭代系統，其特征在于：

設計人員給出空戰飛機的初始設計參數的迭代范圍，所述空戰飛機包括戰斗機、攻擊機、電磁干擾機、預警機等，所述初始設計參數包括推重比、最大過載、最大速度、升限、作戰半徑、武器攜帶量、對目標的最大探測距離等作戰飛機關鍵戰術指標；在所述初始設計參數的迭代范圍內，設計人員根據各關鍵戰術指標之間的取舍關系，計算并給出所述空戰飛機的X種典型關鍵戰術指標組合，所述X種典型關鍵戰術指標組合作為基礎迭代元素儲存在基礎空戰元素池中；在每次迭代中，智能迭代模塊從所述基礎空戰元素池中選擇一種典型關鍵戰術指標組合用于后續的戰場生成，選擇時需在所述X種典型關鍵戰術指標組合中選取當前迭代分值S最大的一種典型關鍵戰術指標組合a，當前第i種典型關鍵戰術指標組合的迭代分值S_i的計算方式為：

其中w_i為當前采用第i種典型關鍵戰術指標組合的空戰飛機進行迭代智能空中對戰時勝利的次數，n_i為當前采用第i種典型關鍵戰術指標組合的空戰飛機進行迭代智能空中對戰的次數，N為當前進行迭代智能空中對戰的總次數，C₁為迭代深廣度參數；采用典型關鍵戰術指標組合a的空戰飛機，將作為被選中的基礎作戰單元輸出到戰場生成模塊中，所述戰場生成模塊隨機生成不同的參戰飛機數量、相對位置和角度，作為初始態勢輸出到智能空中對戰環境中；所述智能空中對戰環境將對戰結果傳回所述智能迭代模塊中，迭代次數達到預先設定的最大迭代次數N_max后智能迭代結束，所述智能迭代模塊選取勝率P最高的典型關鍵戰術指標組合a_max作為設計參數迭代結果輸出給設計人員，第i種典型關鍵戰術指標組合的勝率P_i的計算方式為：