理工类论文发表武器控制系统智能化研究

来源：职称驿站所属分类：化工论文
发布时间：2015-03-27浏览：32次

　　论文导读：为了适应空战的要求，一种新式机载武器控制系统产生了。统一设置管理对地攻击和对空攻击武器控制系统(Intelligentize Weapon Control System ）通过改变相应的软件使得标准化的借口设计使得武器系统在不通的情况下变换方式。

　　关键词：理工类论文发表,武器控制系统,智能化,标准化

　　科技的飞速发展、世界局势的不稳定，使空中作战任务复杂多变，对飞机的战术技术性能和功能的要求也越来越高。在新机研制费用高、周期长的情况下，充分挖掘现有飞机的潜力、在兼顾先进武器系统和相对落后武器系统的情况下，提高飞机的战术性能成为首选方案。

　　机载武器控制系统是为适应空战的要求而发展起来的，用以实时控制和监视各种武器的工作状态，并提供和管理武器与其它系统之间的信息。近几十年来，军用战术飞机的设计朝多用途方向发展。为了执行多种战术任务，飞机必须能携带多种类型的武器。为了对所携带的多种武器实施有效地控制，保证武器系统的安全和提高作战成功率，必须有先进的机载武器管理系统。以往的作战飞机的武器控制系统大都使用硬线控制系统，而且对地攻击武器和对空攻击武器是分别控制的，分立式武器控制系统有诸多缺陷。因此，在计算机接口技术、多路传输总线技术、人工智能技术在军事领域应用不断深入的今天，设计统一管理对地攻击及对空攻击武器的智能化武器控制系统(Intelligentize Weapon Control System ，简称IWCS)，代替飞机上各自独立的武器控制系统，不仅能提高飞机的作战效能，而且能减轻飞行员的负担。

　　1分立式武器控制系统的缺陷

　　1.1控制分散

　　飞机上使用的对地攻击和对空攻击武器控制系统都是相对独立的，是分立式武器控制系统，飞行员操作使用不便，武器系统不便统一管理。免费论文。

　　1.2线路复杂，标准化程度低

　　分立式武器控制系统大多使用常规模拟电路设计，部件多、分系统多、硬件电路复杂、为把更先进的武器系统加到武器控制系统中，常常需要重新设计和布线。免费论文。同时飞机与武器之间的互用性差。

　　1.3飞行员操作界面复杂、智能化程度低

　　飞行员座舱内武器控制面板上开关、按钮、指示灯数量多，位置分散，提示信息单调，使飞行员操作不便，作战效率低。

　　2IWCS的功能

　　智能化武器控制系统用以实时控制和监视各种武器的工作状态，并按作战要求将武器从飞机上投向目标，同时提供和管理武器系统与其它系统交联的信息。其主要功能是：提供武器接口;装入、保存并显示武器的种类、型号、位置、数量、状态等信息;选择武器和武器投放方案;确定武器外挂位置的战斗准备;控制武器的发射或投放顺序、时间间隔等，启动武器的投放;为导弹提供离轴制导;为光电制导武器的电子装置提供接口;具有应急投放功能;具有自检测功能，当出现不协调或故障时，能自动告警并提供应急选择方案。

　　3IWCS硬件组成

　　智能化武器控制系统主要由显示控制部件、武器控制计算机、传输总线系统、对地武器接口部件、对空武器接口部件、武器载荷等组成，其组成框图如图1所示。武器控制计算机是智能武器控制系统的核心，用来处理显示控制部件输入的信息及相关航空电子设备出送来的数据，信息通过多路传输总线1553B传输。通过软件处理所有数据，控制与其相连的其它部件。

　　武器控制计算机向系统提供全部控制、监视和投放信号。它与显示控制部件、航空电子分系统、武器接口部件等相连。处理各部件传来的数据并控制与其相连的部件。

　　显示控制部件是智能武器控制系统的人机接口部件，包括武器控制板和多功能显示器。多功能显示器通过标准显示器接口与武器控制计算机相连，用于显示武器挂点的状态，供飞行员监视外挂投放装置及武器的状态与使用条件;用于显示辅助决策专家系统的询问、攻击方案提示、使用方法提示等。武器控制板是一个多功能专用板，由可编程开关、按钮、指示灯及数字小键盘组成，驾驶员可通过武器控制板输入机载武器控制系统需要的初始信息，并通过武器控制板对辅助决策专家系统作出响应。

　　传输总线系统完成系统各部件之间信息的传输，包括总线控制器、多路传输终端、传输线路、传感器等。总线控制器由软件编程控制，是武器控制计算机与传输线之间的接口。免费论文。多路传输终端用于将传输线与远距离终端连接起来。

　　对地武器接口部件及对空武器接口部件是将武器载荷与控制计算机相连接的部件，它通过多路传输总线与控制计算机相连，将武器载荷提供的武器信息调制转换成计算机可接受的信息，通过传输总线送入控制计算机;控制计算机传来的指令信息经功率驱动等处理后，传输给武器载荷。

　　武器载荷由武器悬挂装置(挂弹架、导弹发射架等)和所悬挂的武器弹药

　　组成。它们分别与对地武器接口部件和对空武器接口部件相连，悬挂装置的型号、状态及武器的有无、种类、型号等信息通过接口部件传给控制计算机，控制计算机发出的指令经接口部件传给武器载荷，完成武器最终发射或投放。

　　4IWCS软件设计

　　4.1 应用软件结构

　　本系统中应用软件的功能是采集并处理各种监控信号，并按指令向系统提供控制和武器发射/投放信号。应用软件采用模块化设计，包括主控模块、任务设置模块、辅助决策专家系统、自检测模块等，软件工作流程图如图2所示。

　　主控模块负责整个武器控制系统的管理，包括人机界面、输入/输出接口的管理、功能菜单的管理等;动态监视系统各部分的状态信息，接收与系统交联的其它系统传送的数据，通过专家系统进行推理判断，调用相应的处理程序。

　　任务设置模块的功能是：设置目标类型、相对本机的位置等初始条件，启动辅助决策专家系统。

　　自检测模块用于检测发射/投放电路的完好情况，当出现故障时，自动切换到备用方案。

　　4.2辅助决策专家系统的设计

　　辅助决策专家系统属于嵌入式专家系统，具有较小的知识库、简单的推理机制，由于其结构简单、又能满足系统需要，是一种比较实用的专家系统。系统用来对飞机武器控制过程中出现的各种情况进行辅助决策，根据初始条件、提出可供选择的战斗方式，并推荐武器类型、发射/投放方式、投放顺序等最佳使用方案。驾驶员可以对系统推荐的方案进行取舍或修改，修改后的方案又作为新知识充实到知识库中。

　　专家系统是人工智能的一个最新的研究领域，是具有相当数量权威性知识，并能运用这些知识解决特定领域中实际问题的计算机程序系统。它根据用户提供的数据、信息或事实，运用系统存储的专家经验或知识，进行推理判断，最后得出结论，同时给出结论的可信度，以供用户决策之用。人们事先把某些专家的知识总结出来，分成事实和规则，以适当的形式存入计算机，建立起知识库，并根据某些商定的原则，确定推理规则。根据这些专门的知识和规则，系统对输入的原始数据进行推理，做出判断和决策，因此能起到专家的作用，大大提高了工作效率和工作质量。专家系统的结构如图3所示。

　　知识库是问题求解知识的集合，含有显示地表示的各种知识块，包括基本事实、规则和其他有关信息，是专家系统的核心组成部分。本系统中知识库的建立依靠武器控制领域专家的经验知识和理论知识，经验知识从有丰富经验的驾驶员对武器操作经验中总结获得;理论知识是经过大量的理论研究计算得到的。

　　推理机是专家系统的“思维”机构，是实施问题求解的核心执行机构。其主要功能是协调、控制系统，决定如何选用知识库中的知识，对用户提出的证据进行推理，求得某个问题的解答。因为在空战过程中，作战环境不断变化，系统对外界的反应也应随之变化，这样就形成了一些不确定的和不精确的事实，为了满足系统的不确定性和不精确推理判断技术以及系统的实时推理算法，专家系统采取确定性和概率性的推理运算机制，同时，考虑经验系数，以提高系统的置信度。

　　知识库与推理机分离的设计体系，使得知识的增减和修改不影响整个专家系统的工作，随着时间和条件的变迁，可以及时更改知识库，以提高系统的智能化水平。

　　4.3 挂点的显示格式

　　合理的选择挂点的显示格式，能减轻飞行员的思考负担，使飞行员能更快速准确的作出反应，提高作战效率。现代航空电子中常用的显示格式有字母、图像、字母与图像兼有三种格式。系统选用字母与图像兼有的显示画面，分别用

　　表示飞机、挂架、火箭(用字母R表示)、炸弹(用字母B表示)、导弹(用字母M表示)等。向下箭头所指位置为当前攻击武器。图4为一挂点显示画面实例。

　　5结束语

　　本系统应用计算机接口技术、数据传输系统技术、专家系统技术设计了智能武器控制系统，克服了以往武器控制系统部件多、分系统多、硬件电路复杂、维护困难、增加新武器系统难等弊端。友好的人机界面使飞行员的操作变得更简单，标准化的接口设计使得增加新武器系统和在不同飞机和武器之间移植只需改变相应软件即可实现，使系统具有一定的通用性。本系统已在实验室的机载武器控制智能仿真系统中实现，并收到了良好的效果。

　　参考文献：

　　[1].李青等. 某型军用飞机外挂物管理系统应用潜力分析. 火力与指挥控制.2001年第1期

　　[2].蔡自兴. 智能控制----基础与应用. 北京：国防工业出版社. 1998年

　　[3].陆彦陈根社.飞机外挂物管理系统研究.光电与控制.1991年第1期

　　[4].张海藩.软件工程导论.北京：清华大学出版社.1998年

《理工类论文发表武器控制系统智能化研究》

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