Задача моделирования действий к

Вид материала

Задача

Подобный материал:

• Программа курса лекций «Математические методы и модели исследования операций», 27.98kb.
• Компьютерное моделирование массового обслуживания клиентов на фармацевтическом рынке, 202.1kb.
• С. К. Дулин, А. С. Селецкий, В. И. Уманский Вданной статье рассмотрена задача создания, 108.51kb.
• 1. Основные понятия теории моделирования, 279.51kb.
• П. П. Порешин московский инженерно-физический институт (государственный университет), 23.75kb.
• Задача геометрического моделирования сплошных тел является важной областью машинной, 96.16kb.
• Программа курса «Основы математического моделирования» Осень 2007, 25.35kb.
• Г. М. Сергиевский национальный исследовательский ядерный университет «мифи» latemmephi@yandex, 113.45kb.
• Формирование технико-тактических двигательных действий у юных вратарей на основе моделирования, 425.28kb.
• Анализ современных аппаратно-программных средств моделирования работы радиолокационных, 27.35kb.

К.В. ЮХИН

Производственная фирма “Логос”, Москва


МОДЕЛЬ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ СУХОПУТНЫХ ВОЙСК


В работе рассматривается модель оперативного управления и взаимодействия виртуальных подразделений сухопутных войск среднего звена.


Предметной областью данной работы является программное обеспечение современных тренажеров бронетанковой техники. Тренажер боевой машины представляет собой сложный программно-аппаратный комплекс, в состав которого входят имитаторы органов управления боевой машины и программное обеспечение, моделирующее поведение ее вооружения, агрегатов и механизмов и синтезирующее изображение местности и боевую обстановку в реальном времени.

С ростом вычислительных мощностей используемых компьютеров стало возможным создание тренажеров, позволяющих производить обучение не только отдельных экипажей боевых машин, но и совместное обучение последних в составе взвода, роты и т.д. Далее речь пойдет о тренажере, позволяющем осуществлять обучение экипажей танков в составе танкового взвода (3 танка).

Одна из задач, возникающих при разработке тренажеров военной техники - моделирование сил противника и союзников. Для обеспечения реалистичности имитируемых боевых действий, компьютерно-управляемые объекты должны уметь производить широкий спектр действий, как индивидуальных, так и коллективных – в составе подразделения: нанесение ударов и ведения различного вида огня, проведение маневров – обхвата, обхода и отхода, ведение обороны и наступления в различных условиях.

Из-за ограниченности аппаратных ресурсов тренажера невозможно использовать в качестве экипажей всех машин ‘живых’ обучаемых и требуется моделировать действия некоторых экипажей без их участия; такие подразделения называются ‘компьютерно-управляемыми силами’.

Задача моделирования действий компьютерно-управляемых сил распадается на две глобальные подзадачи:

• моделирование боевой техники как объекта управления
  
• имитация управляющей подсистемы объекта (моделирование действий экипажей)
  

Моделирование боевых машин состоит в вычислении их реакции (перемещение, вращение корпуса) на управляющие воздействия (газ, тормоз) и воздействия окружающей среды (соударение машины с поверхностью). Она зависит от используемой физической модели машины (вертолет движется под действием сил, создаваемых его винтами, а танк – гусеницами) и параметров этой модели (масса, мощность двигателя и т.д.).

Управление подразделениями компьютерно-управляемых сил декомпозируется на два уровня – управление одиночной машиной и управление машиной в составе подразделения. На каждом уровне требуется управлять ее движением и огнем.

Управление движением в составе подразделения состоит в построении траектории для каждой из машин, при этом траектории движения подразделения соответствуют требованиям Боевого Устава ВС РФ. Управление движением одиночной машины строится так, чтобы приблизить его к заданной (опорной) траектории.

Модель боевой машины является объектом, у которого нет аналитического выражения математической модели, и управление его движением по опорной траектории является отдельной нетривиальной задачей, для которой существует множество решений (различных контроллеров). В данном проекте в системах управления использовались пропорционально-дифференциальные контроллеры, как достаточные и наиболее простые из возможных.

Управление огнем одиночной машины состоит в наведении вооружения на цель (отслеживания ее перемещений) и открытии огня; управление огнем подразделения состоит в распределении возможных целей среди машин.

Модели боевых машин декомпозируются на ходовую часть и, у вооруженных машин, боевое отделение.

Модель боевого отделения состоит из подъемного и поворотного механизмов и модели орудия. Модели ходовой части декомпозируются на шасси, силовую установку и трансмиссию, которые, в свою очередь, разделены на модели своих узлов. Гусеничное шасси состоит из моделей корпуса, гусениц и катков. Колесное шасси – моделей корпуса и колес.

Система управления делится на ‘наводчика’, управляющего боевым отделением, и ‘водителя’, управляющего ходовой частью.

Водитель разделен на два подуровня – верхний строит траекторию движения в составе подразделения, нижний обеспечивает следование машиной этой траектории. Этот нижний уровень реализован различным образом для трех моделей ходовой части – в зависимости от ее типа создаются три разных системы управления.

Управление подразделениями реализовано в размере бронетанкового и мотострелкового взвода – это три танка или БМП, моделирование более крупных подразделений (роты) может производиться с использованием то же архитектуры компьютерно-управляемых сил.


Список литературы

1. Mudrak S., Mapar J. HLA, The Creation of a Combat System Design and Analysis Enterprise using Simulation Based Design Technologies – DARPA, 1999.
   
2. Fransis Hammet. Virtual reality – N. Y., 1993 – 230 с.
   
3. Polytronic Realistic Engagement and Combat Training.   В сб.: JANE'S SIMULATION AND TRAINING SYSTEMS   Hampshire, England, 2003, #2.
   
4. Герасимов А. Имитационное моделирование процесса загрузки технических средств. /В сб.: Международная научно-техническая конференция "Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров". Сб. материалов. Пенза, 2000. С. 100-102.