[发明专利]武器装备体系效能快速优化方法

说明书

本发明提供了一种武器装备体系效能快速优化方法，生成设计空间，明确待研究的武器装备体系的组成、任务、想定，提炼效能影响因素作为分析变量，并确定分析变量的取值约束；效能影响因素筛选，若效能影响因素个数超过第一设定值，则对效能影响因素进行筛选，去除效能影响值小于第二设定值的效能影响因素，得到重要影响因素，否则，保存效能影响因素；对筛选出的重要影响因素进行效能优化，根据武器装备的仿真周期通过优化原则选择基于仿真模型优化或者基于元模型优化，所述优化原则依据离散变量，选择传统遗传算法和混合离散优化的多种群遗传算法。利用元模型技术替代仿真模型，对优化结果利用仿真模型验证，提高优化效率，保证优化精度。

技术领域

本发明涉及建模仿真领域，尤其涉及一种武器装备体系效能快速优化方法。

背景技术

现代战争是双方武器装备体系的对抗，武器装备体系作为对抗双方的焦点所在，直接决定着战争的胜负。武器装备体系的优劣可由武器装备体系效能进行评判，而通过对武器装备体系效能的优化可提高武器装备体系的作战能力。

武器装备体系是一个复杂的“系统的系统”，各系统独立运行，但又相互依存关联，各种因素共同作用形成涌现，影响体系整体的作战能力，呈现出复杂系统的一般特性，即非线性、开放性、动态性、多样性、涌现性、自适应性、自组织性等，这给武器装备体系效能的优化带来极大困难。

目前的武器装备体系效能优化方法可分为解析方法和仿真方法两类：解析方法属于静态优化方法，该方法利用体系设计指标与体系效能评价结果之间的解析模型进行优化求解，该方法建立的解析模型难以描述武器装备体系的复杂特征；仿真法是指以计算机模型为实验手段，通过构建逼真的仿真模型替代武器装备体系进行仿真试验，根据仿真结果进行优化求解。仿真方法具有可信度高、针对性强、可重复等优点，因此在武器装备体系效能优化中得到了广泛应用。

武器装备体系的复杂度给武器装备体系效能优化问题的求解带来了较大的困难和计算消耗，每次优化迭代均需运行仿真系统，仿真计算消耗过于巨大甚至会导致优化的不可行。元模型(Metamodel)作为仿真模型的一种简化的代理模型(Surrogate model)，通过拟合仿真模型的输入输出数据，得到近似、简化的数学模型。利用元模型进行仿真试验，可以在保证精度的同时，大大缩减计算开销，提高仿真效率。本发明提出一种武器装备体系效能快速优化方法，在“基于仿真的武器装备体系效能评估”研究框架下，结合元模型理论，构建基于武器装备体系效能评估元模型的快速优化模型，实现武器装备体系效能的快速优化。

发明内容

本发明提出一种武器装备体系效能快速优化方法，其目的在于利用仿真元模型理论，基于武器装备体系效能评估元模型的快速优化模型，实现武器装备体系效能的快速优化，解决因武器装备体系的复杂度给武器装备体系效能优化问题的求解带来了的困难和计算消耗。

本发明采用如下方案实现武器装备体系效能快速优化：

步骤1首先是生成设计空间

明确所要研究的武器装备体系的组成、任务、想定等，提炼效能影响因素作为分析变量，并确定变量的取值约束；

步骤2进行效能影响因素筛选

如果效能影响因素过多，可能其中某些因素对效能影响很小，甚至没有影响，如果不将其筛选掉，会增大效能优化的工作量；如果因素较少则跳过此步骤，不进行因素筛选，因素筛选主要按照灵敏度分析的流程进行，最后得出体系效能的重要影响因素；

步骤3对筛选出的重要影响因素进行效能优化

根据武器装备体系仿真系统的仿真周期决定基于仿真模型优化还是基于元模型优化，优化方法的选择考虑优化因素中是否存在离散变量，选择多种群遗传算法和混合离散优化的多种群遗传算法，如果武器系统模型相对简单，可以考虑使用传统遗传算法优化，最终给出优化结果，其中基于元模型的优化需要将优化结果代入仿真模型进行检验。