为了分析比例导引舰空导弹与蛇行机动反舰导弹相关因素对脱靶量的影响,分别建立了两者三维仿真模型。仿真结果表明,机动半径、机动节距、目标高度、目标航路捷径、天线罩斜率、转弯速率和控制系统时间常数、控制系统阶数是影响脫靶量的主要因素。研究成果可作为武器系统作战使用研究的理论依据。
近年来,低信噪比图像序列中弱小目标跟踪问题是国内外学者研究的一个热门课题。文中针对弱小目标的背景特性、目标特性和运动特性进行了深入分析,提出了利用序列图像小目标运动的连续性滤除背景以提高信噪比,运用目标本身特征和运动信息确认目标,减少虚警率,从而有效地跟踪弱小目标。算法收敛迅速,跟踪精度高。仿真实验结果表明该方法能够准确高效的检测并跟踪运动小目标。
提出了一种模糊自适应机动目标跟踪算法。该算法首先通过新息进行机动发生与否及强弱的判断,进而由模糊推理系统给出了过程噪声的自适应调整,并提出了通过测量获得测量噪声特性的方法,使得测量噪声方差能准确地反映测量仪器本身的性质和环境的影响。通过仿真实验验证了该算法在目标发生机动时,能自适应调整过程噪声,对机动目标有效地进行跟踪,相比传统的卡尔曼滤波具有更小的跟踪误差。
推导了磁阻/DR的组合方法,利用加速度计与磁强计测量的载体姿态角适时的对陀螺所测的载体姿态角进行修正,抑制了陀螺所测量载体姿态角误差的迅速扩大。探讨了GPS/SINS组合导航系统中抗差自校正卡尔曼滤波的应用,并对此进行了仿真。最后的仿真结果表明:抗差自校正卡尔曼滤波效果优于标准卡尔曼滤波效果。
针对一种大展弦比、V形尾翼常规布局小型无人机,在低空低速大扰动条件下飞行的飞行控制策略进行了研究。对无人机运动状态建模分析,设计了一种自适应PID控制器,采用六自由度非线性运动模型进行控制率的仿真验证,并将算法融合在定姿、定高和定航迹跟踪飞行控制实验中。仿真及实际飞行实验结果表明,所设计的自适应PID控制器有效的抑制了大扰动条件下对飞机姿态、位置的影响,满足了飞行任务的需求,并获得了良好的动态性能指标。
为提高超高速反坦克导弹的总体设计性能,文中研究了多学科设计优化(MDO)技术在总体参数分析、优化中的应用方法,建立了MDO模型与集成仿真平台,并完成了总体参数初步优化。计算结果表明,在总体设计中应用MDO技术可有效提高导弹性能。
为了满足卫星动态测姿系统的速度和精度要求,提出了一种单历元整周模糊度解算方法。该方法利用现代卫星系统多频观测条件,组成双频宽巷组合观测值,用约束条件确定宽巷组合初始整周模糊度备选值,采用多种检验方法剔除错误的模糊度组合,最后求解出用于姿态解算的单频载波相位整周模糊度值。经实验仿真证明,该方法简单快速,克服了传统TCAR技术模糊度确定错误率高的缺点,提高了正确率,适合单历元姿态确定。
针对高超声速飞行器再入过程中气动环境参数的剧烈变化,文中结合分数阶PIDμDν控制器(FOC)Tustin+CFE数字实现法的10阶近似模型,通过ITAE指标寻优整定FOC参数并应用于某型飞行器的姿态控制。Simulink仿真结果表明,FOC控制器具有比传统PID控制器更好的控制效果,并且在气动参数剧烈变化的情况下,FOC控制器具有更强的鲁棒性。
车载定位定向系统行进过程中滑行或打滑时,里程仪输出故障会显著降低系统精度。文中将惯性导航系统与里程仪的速度之差映射至有限区间,利用加权指数平滑的思想设计了检测时间窗随故障幅值自适应调整的里程仪故障在线检测方法。仿真结果表明,里程仪短时故障时,文中方法能够有效检测并及时告警,利用惯性导航系统速度隔离里程仪输出;故障消除后又能迅速解除故障警戒,恢复正常组合导航,提高了系统精度和可靠性。
对陀螺信号预处理是提高陀螺信号精度的有效方式之一。文中针对陀螺在不同角速度输入下的测量信号,利用小波包频带分析方法识别出陀螺的有用信号和噪声,确定出陀螺信号的有效频带范围;采用小波包动态阈值法对分析后的陀螺原始输出数据分频段补偿误差,有效的改善了陀螺的平稳运动特性,使陀螺在整个量程范围内都具有较高的精度。实测数据处理结果表明该方法适用于全量程范围内的陀螺误差补偿,能有效提高陀螺信号的精度。
针对空空导弹制导系统传统开发流程的弊端,提出了在制导控制系统设计中应用快速原型技术进行制导系统分析、建模、仿真和代码生成的方法,并首次在RT-LAB原型开发平台生成制导控制系统快速原型,实现数字/半实物仿真的一体化设计开发和测试环境。
给出一种基于平方根无迹卡尔曼滤波器(SR-UKF)的滚转弹飞行姿态获取方法。使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用SR-UKF对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态。针对低速滚转弹姿态运动模型的强非线性,运用SR-UKF算法进行姿态运动估计,避免了扩展卡尔曼滤波(EKF)产生的线性化误差。运用低速滚转弹姿态运动模型,导出了一组基于SR-UKF的迭代滤波方程。将基于SR-UKF算法与EKF及UKF的估计结果进行了对比,仿真结果验证了算法的有效性。
为了解决拦截器在高速作战时由于气动加热而带来的探测干扰问题,拦截器导引头可采用侧窗探测方式。根据侧窗探测时导引头视场受到侧窗的限制以及需要保持侧窗视线角稳定的要求,在给出了姿态角和视场角的约束关系的基础上,设计了姿态调整算法以保证目标始终在拦截器的视窗内,并根据李亚普诺夫方法设计了拦截器变结构Bang-Bang姿态控制算法来控制拦截器的姿态。根据姿控发动机和拦截运动的数学模型进行了仿真,得到了较好的拦截效果。
通过卫星进行远距离控制的“人在回路中”无人机系统存在较大的时间延迟。延时可能引起系统的不稳定。为了改善延时系统的性能,需要对系统进行延时补偿。考虑对无人机的操作通过人-机界面来完成的特点,基于模型预测算法估计出系统延时量的未来状态,用估计出的状态变量作为输出,这样就补偿了系统的传输延时。对某飞机俯仰角控制回路进行了设计,仿真结果表明使用该补偿方法减小了延迟对系统的影响。
以滑翔制导炸弹为背景,利用最优控制理论,结合求解状态转移矩阵的方法,推导了一种具有末端姿态角约束的最优末制导律。该末制导律保证了脱靶量和控制能量消耗最小的性能指标,适用于攻击地面固定目标。通过数字仿真,并与有末端姿态角约束的修正比例导引律进行对比。仿真结果表明该最优末制导律在满足制导精度要求下提高了末端入射角。
大气层内的动能拦截器末制导段,为了提高对目标未知逃逸机动的鲁棒性,可采用变结构制导律。为了克服变结构制导律容易引起视线转率的颤振问题,提出用反正切函数代替传统变结构制导律中的符号函数的方法,使制导律平滑,从而改善由于符号函数而产生的滑动模态颤振现象。仿真结果表明,经改进的平滑制导律结构简单,易于实现,且具有较高的制导精度。
为弥补二维平面内弹道仿真的缺陷,体现三维仿真多视角动态演示的优越性。以比例导引法为例对弹道进行仿真,在MATLAB/Simulink环境下建立三维弹道的仿真模型,采用虚拟现实建模语言VRML(virtual-realitymodelinglanguage)建立三维虚拟场景,并通过Simulink接口将仿真模型导入,实现了对三维导引弹道的可视化仿真,形象地演示了导弹从发射到击中目标的整个过程,并且目标的运动轨迹可以实时控制,可以从不同角度观察导弹的飞行状态,更好的实现了对导引规律的仿真。
针对不同的伪码波形对码跟踪环的性能影响存在差异,推导了卫星导航信号脉冲波形的性能评估准则。准则从两方面考虑,一是码跟踪误差,一是抗多径性能。仿真分析了几种典型波形的信号,得出在相同条件下,线性偏移副载波信号(LOC)具有最小的码跟踪误差下限,二进制偏移副载波信号(BOC)具有最小的多径误差包络下限。具有较优码跟踪误差下限的信号不一定具有较好的抗多径能力,所以针对不同的应用要考虑两者的均衡。
以导弹的攻防对抗为背景,基于微分对策理论对弹道导弹中段的机动突防制导律进行了研究,推导获得了双方制导律的最优解。结果表明,在弹道导弹的有限可用过载条件下,适当适时机动可以使动能拦截器产生一定终端脫靶量从而实现有效突防。
对于小型主动探测装置在混响背景干扰下的目标探测制导问题,研究了一种简单且易于工程实现的目标探测方法。在深入研究水中目标探测系统的工作背景特点基础上,结合目标回波识别和制导方位估计技术,设计了一种混响背景干扰下方法的目标探测方法。仿真和试验结果表明:所设计的方法运算简单实时性高,能很好地给出制导方位信息,探测到水中目标。
分析了直瞄攻击方式下载机投放激光制导炸弹的三种常用引导方式(雷达、平显和瞄准吊舱)的对地定位误差并建立了简化误差模型;研究了火控系统定位误差对激光制导炸弹捕获概率的影响;提出了一种可有效修正该影响的激光制导炸弹射表修正的方法。仿真结果表明该方法简单可靠、工程应用性强,可显著提高现有引导方式下激光制导炸弹对目标的捕获概率。
为提高拖曳式诱饵角度欺骗的干扰效果,文中提出了速度拖引诱饵干扰模型。分析了拖曳式诱饵形成角度欺骗以及速度门拖引的原理,将速度门拖引技术应用在诱饵转发信号中,提出了速度拖引诱饵干扰有效实现方法和措施。采用这种方法提高了拖曳式诱饵对雷达导引头角度跟踪系统的干扰效果,并能够实现对雷达导引头的速度拖引,大大提高了目标的生存概率。通过Matlab方法仿真,验证了方法的有效性。
作为提高巡航导弹低空突防能力的关键技术之一,巡航导弹航路规划问题成为众多学者的研究方向。基于遗传算法能够在最短的时间里找到次优解的优点,详细介绍了一种改进的遗传算法,将其应用于巡航导弹航路规划问题中。最后在现在战争中巡航导弹可能遇到的地空导弹、高炮等四种威胁分布已知的情况下,用MATLAB对所建模型进行实验仿真。仿真结果表明该算法收敛,可以解决大范围、多威胁区的巡航导弹低空突防航路规划问题,并具有一定的理论和应用价值。
为探索內爆条件下砖墙目标的破坏机理及毁伤效能,通过开展不同壳体装药对砖墙目标内爆试验,获得了內爆条件下砖墙的开孔尺寸和毁伤效果,对试验结果分析认为炸药药量和壳体材料的选择是影响毁伤效应的重要因素。
闭锁式接电开关在应用中有时会出现不能闭合的现象,为了提高其工作可靠性,对开关零部件中惯性销和内接电片的结构进行了改进,采取了增加惯性销质量、在惯性销的底部两侧开透气槽、改善惯性销头部圆锥角度、减小内接电片支耳宽度等措施,经过仿真与试验,验证了上述改进措施的有效性,改善了内接电片受力状态,有利于使其产生有效变形,提高了闭锁式接电开关的工作可靠性。
由于多模爆炸成型弹丸战斗部的毁伤元具有单向性,起爆时弹体姿态误差对毁伤元命中精度的影响不能忽略。为评价配有该战斗部的巡飞弹毁伤概率,利用蒙特卡洛方法建立考虑弹体姿态误差的巡飞弹的单发毁伤概率打靶模型。仿真结果表明,为提高毁伤概率,必须降低炸高、圆概率偏差和提高弹体姿态控制精度。
为了验证引信笼式烧毁的可行性和可靠性,进行了引信烧毁实验。针对引信烧毁处理后的两种实验结果进行了理论上的分析。通过强度理论,求解了引信不同状态下烧毁时产生的应力及承受极限。在计算结果的基础上,分析了引信不同状态下烧毁时的烧毁机理和烧毁模式。理论与实验研究表明,引信笼式烧毁能够可靠的完成其内部火工品的销毁。
为了精确记录和存储炮弹从发射到抛洒过程的数据,设计了一种抗高强度、高过载的弹载硬回收记录器炮击结构,并利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟该结构以较大速度垂直撞击混凝土靶的过程。结果表明:该结构设计和材料选取合理,能够保证其内部存储设备完好,可作为存储设备的防护结构。
为解决炸药包殉爆销毁存在的诸多问题,适应新形势下部队训练保障要求,依据前人关于聚能装置设计经验和聚能效应原理,着重阐述了炸药、药型罩、炸高、外壳等重要参数设计原则及其选取依据,设计了一种用于危险弹药销毁的新型装置。为检验聚能引爆器侵彻引爆销毁危险弹药的能力,选取了5种典型弹药进行实弹销毁试验。试验结果表明:该装置能够引爆不同弹丸装药、不同弹体材料、不同弹丸壁厚的危险弹药,用于销毁危险弹药是可行的。
文中分析了远程火箭弹对目标的毁伤特点,对其战场打击目标进行分类,建立了远程火箭弹与其火力打击目标匹配的射击效力模型。通过实例分析,表明模型能够科学的评估远程火箭弹对目标的射击效力,为战时指挥员提供了射击效力评判的理论依据。
通过分析FASTCAM-APXRS高速数字化相机的性能特点及主要技术指标,采用不同的幅频和曝光时间,验证了电子快门对常规战斗部实验的影响。实验结果表明:采用合适的电子快门,FASTCAM-APXRS高速数字化摄像机能够满足高速动态摄影的要求,该相机能较好的记录4Ma以内的高速运动物体的飞行过程。
为解决传统炸毁法销毁危险弹药危险性高、可靠性低的问题,引进脉冲激光起爆技术,设计了新型激光起爆系统。利用激光引爆方式,使聚能装药起爆器爆炸产生的金属射流穿透待处理弹丸并引爆弹丸装药从而实现危险弹药销毁。对5种不同壁厚和装药的典型弹丸进行了引爆试验,结果试验弹丸100%可靠引爆。试验表明激光起爆系统使用过程安全性和可靠性高,操作方便,是一种良好的危险弹药销毁方法,具有很大的推广应用前景。
文中对双燃烧室冲压发动机超燃室中多种三维隔板后缘构型对超声速混合层的影响进行了数值研究,并详细分析了较优构型的冷流和燃烧流场。隔板后缘为交错构型时诱导的流向涡大大促进了混合层增长,楔块顶点间隔越大,楔角增大,流向涡演化发展得越快。同时详细分析了较优隔板后缘构型的冷流流场结构和其扩展构型的三维燃烧流场结构,在计算区域后段,燃烧流场混合效果比冷流流场的略有增加。
为了探索新的脉冲爆震火箭发动机(PDRE)构型,以单管构型为基准,实验研究了爆震波从单管向双分支管、三分支管和四分支管传播的情况。结果表明分支管内也可形成爆震波,但是随着分支管数目的增加,爆震波衰减越明显。新的PDRE构型也会影响发动机的推力性能,其中双分支管PDRE和三分支管PDRE的推力性能得到了改善,分别比单管PDRE提高了73.28%和18.38%,四分支管PDRE的推力则由于爆震波过度衰减而降低了4.89%。
为了获得高低温循环下HTPB推进剂的力学性能变化情况,通过高低温循环实验(又称温度渐变实验)和单向拉伸实验,对HTPB推进剂高低温循环力学性能规律进行了研究。实验结果表明:高低温循环下HTPB推进剂的最大抗拉强度和最大延伸率都随着循环周期数的增加而降低,这与热氧老化下的力学性能变化规律不同。最后,运用灰色理论预测了该实验条件下HTPB推进剂失效时的高低温循环周期数。
研究固体火箭发动机延伸喷管的动力学性能可为改进固体火箭发动机设计水平提供理论依据。仿真是多快好省实现延伸喷管动力学研究的有效方法。利用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS进行延伸喷管展开动力学仿真,计算出延伸喷管展开过程中折转片支耳处的受力情况,利用其结果将动力接触计算问题简化为静力接触计算问题,并利用MARC计算了折转片展开到位时的强度和刚度,为延伸喷管展开机构的改进提供了重要的理论依据。
为了减弱亚燃冲压发动机进气道扩张段中激波/边界层干扰引起的边界层分离现象,文中提出了一种基于边界层剥离的主动控制方法,即通过可动隔板将边界层低速流排出进气道。数值研究发现,该方法可使扩张段内边界层分离明显减弱、结尾激波链长度变短直至消失,从而实现进气道抗反压能力显著提高、最大总压恢复系数显著增加、出口流场品质明显改善。
针对液体火箭发动机(LRE)启动过程中推力变化大、仿真精度低的问题,用部分试车数据建立仿真模型,分析建模数据的变化特征,构造出非线性搜索函数;并用未建模的试车数据对模型进行验证。结果表明:克隆选择原理建模方法仿真精度高,不需要训练;与BP算法相比,总误差更小,而且对于启动过程中推力变化较大的采样点,仿真精度也有较大的提高。
在弹道导弹的被动段,根据受空气阻力的作用程度,其弹道可被分为自由段和再入段两部分。文献[1]对自由段弹道进行了仿真分析,文献[2]对再入段弹道进行了仿真分析。实际上,自由段和再入段之间有着密切的联系,可以通过这些联系,建立适用于整个被动段的弹道方程组。最后,以某型近程弹道导弹为例对建立的模型进行了仿真,通过对仿真结果的分析,该模型能够较好的反映弹道导弹在整个被动段的运动特性。
文中在分析雷达与光电经纬仪两种外弹道跟踪测量设备特点的基础上,提出了一种运用二者协同工作方式完成武器系统靶场试验外弹道的测量方法,同时,较为详细的推导了在光电经纬仪跟踪不理想的情况下,结合雷达的测距信息处理目标坐标的计算方法,该方法不仅可以提高光电经纬仪的跟踪能力,而且还可以在光电经纬仪跟踪不理想的情况下利用数据融合的方法处理出更多的弹道坐标。
在制导炸弹技术现有水平的基础上,针对一种大反安定翼+固定弹翼+前掠折叠尾翼+后缘舵的气动布局方案进行了优化研究。在减小反安定翼的翼展和弦长基础上,去掉固定弹翼中后部,只保留尾部固定弹翼前部安装折叠弹翼,大大降低了全弹弹翼张开状态的静稳定度,同时减少了大部分尾部固定翼的质量。采用FLUENT6.3计算和仿真结果表明:展开状态时静稳定度在4%~8%之间,收缩状态最小静稳定度大于1%,具有很高的机动能力和过载能力,升阻比与宝石路ⅢGBU-24-A/B的升阻比接近,可以达到宝石路的滑翔能力。
文中对两种非常规布局的飞艇进行了低速风洞测力实验,给出了实验结果的修正方法,并对升力、阻力和力矩等空气动力特性进行了比较与分析。结果表明:动升力翼布局的飞艇在动升力提供方面优于升浮一体化布局,而后者阻力系数较小,并且是一种纵向静稳定结构,可以有效的减少结构重量,提高飞艇抵抗阵风的能力。因此,采用非常规的气动布局是减小飞艇体积并提高飞艇抵抗阵风能力的有效解决方法之一。
针对火箭动力的翼身组合体,通过机头弯度、翼型弯度和机翼扭转角三个布局特征参数的定义,对高超声速下机身、机翼形成的激波升力体、激波升力面进行研究,确定它们对全机升阻比的影响,给出了适应临近空间高超声速巡航的布局设计准则以及由此得到的优化构型。研究表明,通过激波升力体和激波升力面的相互耦合设计,可以满足小迎角下高超声速巡航的气动特性要求,以及低速大迎角飞行的要求,实现翼身组合体布局的优化。
为了计算一定风洞试验方法下的面对称旋转导弹六自由度弹道,建立了相应的六自由度弹道模型,定义了模型中的坐标系并给出各个坐标系之间的转换关系,在此基础上得出了角度的计算公式,分析了风对旋转导弹运动的影响,在全攻角非旋弹体坐标系中计算了气动力和气动力矩,在非旋弹体坐标系下建立了质心运动的动力学方程和绕质心转动的动力学方程,给出了质心运动和绕质心转动的运动学方程,解决了面对称旋转导弹六自由度弹道计算问题。
为了获得强爆轰环境下弹载测试仪器安全防护的设计参数,以某小型战术导弹为模型,仿真了30kgTNT炸药爆炸时,在泡沫铝材料防护下测试仪器位于仪器舱内不同位置的受力情况。数值模拟结果显示采用泡沫铝包裹方式进行防护时,加速度量值被降低到原来的百分之一,而压力降低到原来的二十分之一。采取灌封、强化结构等措施以后,测试仪器完全可以承受这一量值的冲击。
针对RGPO干扰下目标跟踪的特点和现有方法的不足,文中提出了一种RGPO干扰下机动目标的跟踪方法。首先采用三门限检验对RGPO干扰进行鉴别的方法,其次利用最近距离准则进行数据关联。仿真结果表明:利用三门限检验有效的降低了干扰的错误鉴别概率,而采用最近距离准则又能够有效消除RGPO和杂波的影响,跟踪精度比现有的方法有了较明显的提高。因此本方法对RGPO干扰下的机动目标跟踪具有一定的实际应用价值。
为了避免扩展Kalman滤波算法中的矩阵微分计算,提高计算效率,降低非线性函数线性化逼近中的高阶截断误差影响,文中分别利用一阶和二阶Stirling多项式插值逼近公式计算系统状态变量均值和方差矩阵,按照EKF滤波算法计算流程建立非线性系统一阶和二阶插值滤波算法。基于大失准角传递对准非线性系统滤波实时性和精确性要求,应用一阶和二阶插值滤波算法对其实现系统状态滤波研究。从仿真结果可以看出,与EKF算法相比,插值滤波算法计算量小,有效提高了传递对准非线性系统滤波精度,其中二阶插值滤波算法估计性能最好。
针对机载组合导航系统与飞控系统交联的需要,提出用DSP+FPGA相结合的设计思想实现1553B总线终端接口设计,从硬件连接、时序逻辑设计以及上层软件设计三个方面介绍了基于该设计思想的远程终端RT(RemoteTerminal)的初始化及数据接收设置方法。最后结合实际工程进行了编程测试,测试结果证明了该方法是合理的,所设计的系统具有设计灵活、可扩充性高等特点。
根据等离子体三波相互作用中慢空间电荷波与散射电磁波的相位匹配关系,采用PIC粒子模拟方法,分析了漂移等离子体中影响散射电磁波相对于入射电磁波的频移变化因素,为控制散射电磁波频移实现等离子体变频调谐隐身提供可行的技术途径。
D-S证据理论可以有效的处理不确定信息,是有效的信息融合方法之一。但在证据高度冲突时,因其归一化过程会产生有悖常理的结果。基于此,提出了一种新的证据合成方法。首先采用加性策略对命题进行排序,找出证据支持最大的几个命题,然后对其进行冲突检验及修正,再利用PCR5规则实现信息融合。与其它方法相比,新方法在系统提供的证据高度冲突时仍然能够有效快速的识别出目标。
针对低空飞行器在飞行时受杂波干扰引起高度表测高精度降低的问题,提出了将卡亨南-洛维变换应用于雷达高度表的抗干扰。该方法利用回波数据中背景杂波、目标信号所具有的不同的二阶统计特征,根据回波数据自相关矩阵特征值的大小与数据中各成分的对应关系,实现了目标信号与干扰杂波的有效分离,提高了所测高度值的准确性。基于ADS的仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。
针对传统图像增强方法增强图像同时放大噪声的问题,提出了一种基于小波变换和改进模糊集理论进行图像增强的方法。该算法先对原始图像进行小波变换获得低频和高频系数,对低频系数进行了分段函数增强,高频系数进行小波去噪,并且定义新的隶属度函数对各个尺度上不同方向的高频系数进行模糊增强,最后通过小波重构得到增强的图像。实验结果表明,该算法可以有效去除噪声和增强图像,并使图像具有良好的视觉效果。
通过理论分析和HFSS三维电磁结构软件仿真,设计出一种圆形弹载圆极化微带天线。该天线在±60°的天线方向扫瞄空间内,天线极化轴比为1.06~3.3dB,增益为4.7dBi。文中给出了圆形圆极化天线的具体设计尺寸和仿真天线方向图、极化轴比图和驻波图。
针对测向交叉定位系统数据关联中存在虚假定位的问题,提出一种改进的分层快速关联算法。该算法先通过挖掘各传感器的相互位置关系与其对同一目标所形成方位量测之间的几何规律,利用候选关联的方位量测构造检验统计量,进行方位粗关联,排除了大部分虚假候选关联,减小了运算量;再对剩余候选关联进行分层组合,提取出正确的关联集合。仿真结果表明,文中算法可快速、准确的排除虚假定位点。
弹道外推技术在炮位雷达的侦察和校射中起关键作用,弹道外推的精度直接决定着炮位侦察校射雷达的性能。在文献[1]中,作者提出了将弹道外推分为弹道识别和特定弹道外推两个阶段,并用支持向量机方法对弹道识别进行了系统研究。文中引进Boosting学习算法进行弹道识别。仿真结果表明,基于决策树的Boosting学习算法是一种有效的弹道识别方法,并且识别精度高于基于核技巧的支持向量机方法。
自动目标检测是图像精确制导技术的重要研究内容。针对地面复杂背景条件下目标难以检测的问题,提出一种结合灰度形态学滤波与直方图独立峰搜索的目标分割方法。首先,对复杂背景下的图像进行形态学滤波和增强,增强目标和背景的灰度对比度;然后利用文中提出的图像直方图独立峰搜索方法确定图像阈值,对图像进行分割。实验表明:文中方法是有效的,对复杂背景下的目标图像可取得较好的分割效果。
在多雷达数据处理系统中,系统误差是影响目标跟踪和数据融合质量的一个重要因素,且正北方位误差是系统中影响较大的系统误差。针对实际系统中,不同雷达对同一目标的量测大多是异步这一现状,文中提出了采用卡尔曼滤波器进行异步量测的方位误差配准,该算法可将时间对准、位置和方位误差估计同时完成,实时进行方位误差的配准处理。通过仿真验证了算法的可行性和有效性。
为实现复杂背景下的前视红外图像分割,针对图像特点,综合利用背景抑制、互信息及数学形态学的方法和理论,提出了一种新的图像分割方法。首先,采用中值滤波对图像进行背景抑制;然后,将图像配准的方法用于图像分割,利用互信息量确定最佳分割阈值;最后,对得到的二值图像进行形态学变换,得到精确的目标分割区域。实验结果表明,该方法能有效分割出复杂背景下的目标区域,有利于下一步的目标识别与跟踪。
突防并命中目标是反舰导弹作战的最终目的,利用雷达方程和反舰导弹自控终点的散布规律,建立了目标舰发现来袭反舰导弹的距离模型和基于发现距离的舰空导弹拦截次数模型,进而建立了以反舰导弹突防概率为目标函数的自导距离寻优模型。仿真显示,寻的雷达自导距离的最优值是存在的,并发现了寻的雷达最优自导距离随反舰导弹速度的增加而减少的规律。
随着仿真技术的发展,红外视景仿真在军事领域的作用和带来的效益日益突出。为拓展红外视景仿真的研究手段,文中介绍了一个先进的红外视景仿真平台—————SE-Workbench-IR,并在此基础上对基于SE-Workbench-IR的红外视景仿真方法及其应用进行了研究。结果表明,SE-Workbench-IR可以实现高逼真度和多波段的红外视景仿真。
提出一种基于PC104控制总线与嵌入式操作系统WindowsCE的导弹阵地检测系统。论述了该检测系统的测试原理、系统的硬件设计,并阐述了基于多线程技术的系统软件开发。试验表明该检测系统在保证准确模拟导弹发射过程的同时,能够快速准确的完成导弹发射中多路多种相关信号的自动测试,为准确定位导弹故障提供了有效的解决途径。
为了解决数字图像插值过程中出现的边缘锯齿和图像模糊现象,提出一种改进的对称边缘最大相关性图像插值算法。通过边缘检测算法得到图像边缘,边缘像素具有最大相关性的方向确定为边缘方向。对于非边缘方向采用传统插值方法,对于边缘方向沿边缘方向插值。实验结果表明,该算法提高了运算效率,并有效消除图像插值过程产生的边缘锯齿和模糊现象。
针对水下航行器的纵向运动控制问题,设计了一种自适应反演控制器,保证了控制系统在动力学模型参数不确定情况下的全局渐近稳定性。为了解决水下航行器爬潜速度有界的问题,采用连续有界的atan函数设计俯仰角镇定函数,通过选择恰当的Lyapunov函数,减少深度跟踪误差造成过大的操舵输入。理论分析和仿真算例均证明了闭环控制系统的全局渐近稳定性,以及对不确定参数的自适应性。
以对映体干扰作战效能为研究目标,根据对映体干扰的基本原理,通过对对映体干扰作战过程的建模分析,得到了镜面反射和漫散射两种地形特征下的评估模型,提出修正的粗糙面漫散射模型,进而得到雷达跟踪角误差与干信比的关系模型。仿真结果表明同等粗糙度下,海面上的干信比要优于干沙地,同一表面上,粗糙度越小,干信比越大;用此模型可以精确预测对映体干扰对抗主动或半主动导弹的作战效能。
基于改进纯方位跟踪一般方法的不稳定性,结合地形信息约束建立目标运动模型,提出一种带量测噪声的多方位测量的机动目标跟踪方法,在充分挖掘地形信息的基础上,引入伪测量并将其结合到目标状态方程和量测方程中,以改进量测信息的不连续性;然后,采用改进粒子滤波对受限运动目标的状态进行估计;最后进行的仿真分析表明,文中的方法不仅可以降低对观测者机动性的要求,而且可以提高目标状态估计的可观测性和跟踪精度。
针对武器系统中发控系统要求的高可靠性及较强的实时响应能力,提出了某武器系统的发控系统的软硬件设计方案。在该设计方案中,发控系统以PowerPC微处理器为基础,采用了MPC8280微处理器,操作系统选用嵌入式实时操作系统DeltaOS。最后给出了发控系统软件的调试工具。经实验测试表明,所设计的发控系统具有高可靠性和较强的实时响应能力,完全满足武器系统设计要求。
首先分析导致脱靶量产生的各种误差因素,运用等效原理将命中解误差等效成脱靶量产生的系统误差,弹道气象修正装订误差等效成强相关误差,建立脱靶量数学模型,有效解决脱靶量检测问题。其次利用一种可行的闭环校射火控模型对脱靶量进行仿真,验证模型的可行性。实验结果证明算法模型提高了小口径舰炮的快速反应能力和作战精度,增强了舰炮武器系统的作战效能。
方体亥姆霍兹线圈地磁模拟器用于模拟地磁导航器件工作环境的磁场变化,其磁场均匀性主要受线圈几何形状及结构尺寸的影响。为了得到其磁场均区与结构尺寸的关系,构建了方体亥姆霍滋线圈的数学模型,导出了其内部任意点处磁场矢量解析式。应用ANSYS软件对模拟器内磁场分布进行了数值计算,并通过实验测得其中心磁场强度与励磁电流的关系。分析表明,解析解与数值解及实验结果具有较好的一致性。
为实现反辐射导弹抗雷达诱饵诱偏,根据诱饵诱偏反辐射导弹的原理,提出采用均匀圆形阵列天线结构对雷达及诱饵进行定位,并使用MUSIC算法估计其到达角。分析了均匀圆形阵列角度模糊问题,得到了其不模糊条件。给出了均匀圆形阵列结构下的二维MUSIC算法,该算法能对非相干的多辐射源到达角进行估计。最后对五元阵结构下的两点源进行了仿真计算,仿真结果证明了采用该方法能有效抗雷达诱饵诱偏。
对四点源诱骗系统诱骗反辐射导弹的原理和条件进行分析;推导计算了四点源诱骗反辐射导弹合成场的幅度和相位;对在反辐射导弹攻击动态过程中合成场的幅度和相位与导弹和目标雷达间距的关系进行了仿真,并对仿真结果进行了分析;为四点源有效诱骗反辐射导弹的点源布局和诱骗效能分析提供了理论依据。
为了提高地形适配区选择准则的快速性,并有效的减小选择准则对基准误差的敏感性,文中从熵的含义和性质入手,利用地形的高程信息定义地形熵,以此来衡量不同特征的地形所包含的信息量,在此基础上,提出了基于地形熵的适配区选择准则。最后对该准则进行了仿真,仿真结果表明该准则具有较好的效果。
