Модель оценивания параметров запуска объектов управления

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и узлу обновления встроенного программного обеспечения. Технический результат заключается в обеспечении загрузки контролера управления материнской платы после неудачного завершения исполнения процедуры обновления встроенного программного обеспечения контроллера управления материнской платы.

Изобретение относится к технике обработки цифровых данных с помощью программируемых специализированных вычислительных устройств и может быть использовано при разработке специализированных вычислительных устройств обработки цифровых данных на борту боевых летательных аппаратов.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации, управления и измерения, в частности в устройствах приема униполярных старт-стоповых последовательных комбинаций импульсов для контроля отклонения длительности и количества импульсов от заданного значения, контроля местоположения импульсов в комбинации.

Изобретение относится к области удаленной активации приложений. Техническим результатом является эффективная активация приложения.

Изобретение относится к области внесения изменений в дистрибутив программного обеспечения. Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении изменения дистрибутива программного обеспечения для конечного пользователя с использованием способа изменения дистрибутива программного обеспечения без повторного вычисления цифровых подписей для файлов внутри дистрибутива.

Изобретение относится к способу совместной обработки данных. Технический результат заключается в повышении точности определения внесенных изменений в редактируемые тексты за счет обеспечения совместного редактирования текста пользователями и подсчета статистики вносимых изменений в текст.

Изобретение относится к системе моделирования виртуального сообщества пользователей информационной среды. Технический результат заключается в повышении быстродействия системы за счет локализации адресов записей входных транзакций по идентификаторам имитируемых сообщений, а также в формировании нарастающего итога результатов обработки транзакций в реальном масштабе времени.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в высокопроизводительных микропроцессорных системах. Технический результат заключается в повышении производительности микропроцессора путем обеспечения возможности использования дополнительных инструкций для управления сопроцессорами, в том числе и потоковыми.

Изобретение относится к области установки и обновления программного обеспечения. Техническим результатом является повышение надежности установки и обновления программного обеспечения прикладного терминала в домашней сети.

Изобретение относится к микропроцессорным системам управления как бытовыми, так и промышленными приборами. Технический результат заключается в обеспечении автоматизации выбора начального режима работы прибора за счет микропроцессорного блока задания режима работы прибора.

Изобретение относится к устройствам ручного запуска сигнальных и осветительных ракет. Пусковое устройство содержит направляющий контейнер со спиральными пазами, базирующими арками, спрофилированными под несущие консоли ствола стрелкового оружия, и механизмом ручного инициирования, выполненный в виде нагруженного боевой пружиной накольника.
Группа изобретений относится к зенитным ракетным комплексам. Переносной зенитно-ракетный комплекс (ПЗРК) содержит ракету и головку самонаведения ГСН.

Контейнер // 2588342
Изобретение относится к устройствам для запуска ракет. Контейнер содержит трубу с закрепленной на ней сбрасываемой крышкой.

Контейнер // 2587212
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в пусковых контейнерах. Контейнер содержит одну или несколько пусковых труб со стопором в форме кольца из надкалиберной и подкалиберной частей, разделенных кольцевым ослабленным сечением, образованным кольцевой канавкой, разрезное кольцо с коническими отверстиями, радиальные болты, ввинченные в грибки, закрепленные в радиальных отверстиях стенки трубы, электроконтактные пробки, клиновой паз-ловушку, выполненный на внутренней поверхности закалиберной полости трубы.

Изобретение относится к области вооружения. Управляемая ракета с наведением по лучу лазера размещена в транспортно-пусковом контейнере и содержит фотоприемное устройство, установленное рядом с соплами стартового двигателя, закрытое диском, скрепленным с корпусом фотоприемного устройства разрушаемой кольцевой обоймой, и торцевое уплотнение, установленное между диском и фотоприемным устройством.

Изобретение относится к ракетно-артиллерийскому вооружению и может быть использовано в транспортно-пусковых контейнерах (ТПК). ТПК содержит пакет параллельно расположенных пусковых труб из полимерных композиционных материалов со стыковочной поверхностью, опорные стеклопластиковые диафрагмы с держателями проводов, отверстиями и влагозащищенными розетками электроразъема связи электрооборудования пусковой установки с электрооборудованием ТПК, контактные пробки с резьбовыми отверстиями, объединенные в жгуты внутренние и наружные проводники, влагозащищенные кабель-каналы со съемными плоскими крышками, пакет со съемными торцевыми диафрагмами с влагозащищенными замкнутыми полостями, переднюю диафрагму повышенной толщины со стыковочной поверхностью.

Изобретение относится к системе запуска дымовых гранат. Пусковая установка содержит основание и подвижную опору с размещенным на ней блоком стволов, датчик угла положения подвижной опоры относительно основания, приводную шестерню и зубчатое колесо датчика угла положения.

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в ракетном оружии. Устройство пуска ракет содержит один контейнер, закрепленный на осях вращения с возможностью управляемого поворота, с крестообразной продольной перегородкой, образующей четыре отделения, две откидываемые в сторону горизонтальные крышки.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в транспортно-пусковых контейнерах (ТПК). ТПК содержит пакет параллельных в стеклопластиковой оболочке пусковых пластиковых труб, закрепленный в задней и передней торцевых диафрагмах из слоистого стеклопластика, промежуточные опорные диафрагмы с металлическими коробчатыми опорами, продольные и поперечные с опорами-мостами с нахлестами на жаропрочной клеевой токопроводящей композиции на основе эпоксидных смол с добавлением никеля карбонильного токопроводящие шины, винты, болты, клемму провода закреплённого кронштейном заземляющего штыря.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для запуска ракет из проточных пусковых труб. Устройство для запуска ракет содержит связанную с носителем пусковую проточную трубу с донным срезом и установленные на носителе струйные органы управления снижением газодинамического воздействия на носитель при старте.
Наверх