INS/GPS在进行空中对准时通常需要机体作机动以此来增强姿态误差角的可观性,由于GPS信号在机动条件下误差较大且与惯导信息的同步性不好,对准效果很差。针对以上问题,文中提出了利用大气数据系统输出的真空速辅助惯性基准系统进行三组合空中对准的方法,与传统的对准方法相比,飞机无需机动飞行,只需要匀速直线运动便可以完成空中对准,大大提高对准精度并且缩短对准时间。通过仿真,验证了以上方法的有效性。
针对现代应用环境对导航系统自主性、高精度、无源性的要求,提出了捷联惯性(SINS)/计程仪/重力组合的无源导航方案。深入研究了SINS/计程仪/重力的信息融合算法,构建了SINS/计程仪/重力组合导航可视化仿真系统,实现了传感器仿真模块构建、组合导航计算、地图和轨迹显示等功能。仿真系统的计算结果表明,SINS/计程仪/重力组合导航系统姿态、速度和位置精度稳定,能够满足长时间、一定精度的导航要求,具有广阔的应用空间。
采用复合制导的空空导弹,其特点是整个制导过程分为中制导段和末制导段,由于各个制导段采用不同的制导律,存在着不同制导方法间的交接问题,如何完成可靠的交接是复合制导系统所要解决的关键问题之一。文中分析了影响中捷联惯导+红外末制导类型的直升机载复合制导的空空导弹末制导交接段导引头的目标指向偏差问题,分离出影响交接完成的主要因素以为工程研究提供指导。
末制导雷达搜索模型的建立是反舰导弹捕捉概率计算过程中重点研究的问题。在分析了反舰导弹末制导雷达搜索过程特点的基础上,将末制导雷达的搜索过程细化为扫描波束的运动过程,分为随着导弹一起的平移运动和扫描波束自身的转动,建立了末制导雷达动态搜索过程的数学模型。以捕鲸叉导弹的末制导雷达搜索过程为例,对所建模型进行了仿真验证。
为解决高动态制导飞行条件下航姿系统的可用性,从工程应用角度提出一种新的大气航姿自适应滤波算法,采用大气数据信息剔除滤波量测中的运动加速度,解决了内阻尼航姿算法在载体高动态机动时不能正确修正姿态的问题。基于MEMS惯性器件的大气航姿系统跑车试验结果证明,该算法合理可行,具有很好的鲁棒性,可以为高动态运动载体提供准确的姿态/航向信息。
以复合制导的XX反舰导弹典型作战过程为背景,着重分析了复合制导红外末制导交班误差和红外本身误差对红外探测器捕获跟踪目标概率的影响,为目前流行的中末交接班制导导弹设计提供一个误差分析标准,文中针对误差影响因素作了仿真分析,并从分析中得到了一个交接捕获跟踪的较佳状态,以此状态作为参考能使中末制导导弹制导更加具有实际意义。
旋转弹载免驱动三轴MEMS陀螺的输出信号是滚转、偏航、俯仰三个角速度耦合在一起的特殊信号,需要对其输出信号进行分析才能解出弹体的三个角速度。为解决这一问题,文中从旋转弹载免驱动三轴MEMS陀螺结构原理出发,建立陀螺运动的动力学数学模型并对其进行了分析,提出通过对陀螺的输出信号作FFT变换方法来实现陀螺的三轴角速度的提取,并用MATLAB对这种方法进行仿真分析,结果表明用这种方法能够提取出陀螺的横滚、俯仰和航向角速度信号。
研究了基于方位装订的弹载捷联惯导系统的初始对准问题。首先推导了方位角误差和失准角误差的关系,在此基础上,提出了增加方位角误差作为观测量的观测方程,建立了基于方位装订条件下的卡尔曼滤波方程,并用奇异值分解的方法分析了系统的可观测性和不可观测状态变量,结果表明陀螺漂移均可观测,而加速度计零偏均不可观测;计算机仿真结果表明该初始对准方法收敛速度快,对准精度高。
为综合分析非线性滤波在只测角跟踪应用中的性能,文中给出了二维空间动态系统估计的克拉美罗界递推形式,对扩展Kalman滤波(EKF)、转换瑞利滤波(SRF)、无迹Kalman滤波(UKF)、容积Kalman滤波(CKF)和粒子滤波(PF)进行了实验仿真研究。结果表明CKF和PF可以获得高于其他滤波的精度,CKF的运算量又远低于PF,CKF可以获得精度和时效性的有效折衷。
红外图像导引头的视场、作用距离及识别概率是评价该系统性能的重要指标。文中提出大小视场切换的概念,用大视场捕获区域大和小视场识别概率高的特点解决了视场与作用距离的矛盾,通过Johnson判别准则论证不同视场下的作用距离和探测识别概率。利用大小视场切换概念设计的导引头通过了外场试验验证,该方法能够为系统设计与性能评估提供参考。
建立具有一阶动力学滞后的制导系统模型,利用最优控制理论,推导了考虑一阶制导动力学滞后的最优制导律。与经典的比例导引、增强型比例导引进行了对比研究,研究结果表明,这种最优制导律能有效降低弹道末端对加速度的要求,减少制导系统对末导时间的要求,同时也能有效降低动力学滞后对制导系统脱靶量的影响。
攻坚型图像制导导弹水平攻击坚固工事时,落角越小越有利于随进战斗部成功随进。根据简单的导弹运动模型,利用拉格朗日方法推导了一种同时带有落点和落角约束的弹道成形水平攻坚的最优制导律,给出了制导系统的弹道纵坐标、过载、弹道倾角随制导时间的变化关系,以及不同的末制导时间对制导规律的影响,为型号研制提供了理论依据。
协同条件下空空导弹的中末制导交班能力是导弹制导的重要性能,文中从协同制导条件下中制导信息的完整性、准确性、实时性和中末制导交接班误差源信息分析出发,建立中末制导交接班模型并通过仿真对数据链刷新率、制导交接前后目标状态的估计误差对协同条件下中末制导交班误差的影响进行了计算分析,为协同条件下导弹的中末制导交班研究提供了理论参考。
提出了一种新的SINS/CNS/GPS组合导航观测方程,并给SINS/CNS/GPS组合导航系统设计了一种新的联邦式数据融合结构。使用粒子滤波器对联邦滤波子系统的多源数据进行融合处理,从而摆脱了经典卡尔曼滤波器的限制。仿真结果表明所提算法在SINS/CNS/GPS组合导航系统的信息融合中是有效性的。
结合某直升机载激光半主动制导空地导弹武器系统命中概率分析工作,通过深入分析武器系统误差模型,建立了导弹系统仿真软件,利用蒙特卡洛法进行模拟打靶统计导弹中靶误差,计算出不同使用方式下导弹全射程区间的平均命中概率,仿真结果与试验统计结果一致,该误差模型准确,为此类空地导弹武器系统性能评估给出较为准确的结论。
为提高雷达稳定伺服系统的动态性能和抗干扰能力,基于线性矩阵不等式(LMI)设计了速度环动态输出反馈H∞控制器。对于不同幅值和频率的信号开展了阶跃响应和抗扰性能的Matlab仿真实验。结果表明,与传统PID控制器相比,采用这种输出反馈H∞控制器的伺服系统速度环阶跃响应动态性能优越;对不同频率的载体扰动信号情况下,隔离度均显著提高。提出的输出反馈H∞控制器阶次低,不存在输出饱和问题,便于物理实现。
对多诱饵诱骗反辐射导弹原理和过程进行分析;设计一种预警机拖曳式双诱饵诱骗方案;推导计算双诱饵诱骗下的弹目距离;仿真计算无诱饵时和双诱饵诱骗下反辐射导弹命中预警机的概率;对该双诱饵方案的有效性进行分析验证。
针对飞行器再入飞行过程中存在的复杂气动环境和未知不确定干扰影响,在对扰动提出一定假设的基础上,提出一种基于自适应二阶非奇异终端滑模的控制方案,保证姿态跟踪误差在有限的时间内收敛于零的同时有效削弱控制舵机的抖振,提高系统控制精度。不需要内外扰的先验知识,通过在线自适应辨识扰动上界以消除其影响。最后以气动参数摄动50%作为扰动条件进行了飞行器再入姿态控制仿真,仿真结果表明控制系统消除了参数摄动影响及舵机抖振,因此具有较强鲁棒性。
主瓣杂波镜频干扰抑制是脉冲多普勒雷达制导导弹低空下视攻击应用中需要解决的关键问题。通过对直接中频采样PD雷达镜频干扰的分析,文中提出了一种基于主瓣杂波速度估计与IQ通道相位差补偿的主瓣杂波镜频干扰抑制新方法。该方法运算开销小,在有效抑制主瓣杂波镜频分量的同时能够保留镜频处可能存在的目标信号分量。理论分析及仿真结果证实了方法的有效性。
针对支持数据链通信的巡航导弹因协同作战而预规划多条飞行航迹的特点,提出了基于多路径标号更正算法的选飞航迹规划方法。该算法在传统算法标号更正算法的基础上引入节点禁忌扩展策略,从而实现航迹的转弯控制和航迹间隔控制,保证了求取的路径满足导弹的飞行约束;通过在赋权图中引入数字地形高程信息和威胁信息,实现了该规划方法三维规划能力和威胁规避能力。给出了选飞航迹的规划步骤,通过仿真计算证明了该算法的有效性。
基于Navier-Stokes方程和单方程TheSpalart-Allmaras湍流模型对低阻空心弹的超声速流场进行了数值模拟。模型求解技术包括用有限体积法进行空间离散,AUSM格式进行对流项离散,并采用网格自适应加密技术来提高对激波间断的分辩。得到了空心弹超声速湍流飞行条件下的复杂波系结构与阻力特性曲线,并讨论了空心弹在不同攻角与马赫数情况下的飞行特性。
为提高线性爆炸成型弹丸的毁伤概率,提出一种新型战斗部结构。应用ANSYS/LS-DYNA软件完成了爆炸载荷下战斗部的数值模拟。结果表明,该战斗部能够按照预期设想,在四个方向上形成具有一定速度的线性爆炸成型弹丸,实现周向毁伤,形成的线性爆炸成型弹丸可用来对付防护网、通电墙、车辆等目标,并具有一定的毁伤能力。研究结果为线性聚能装药结构的研究提供了一种新的选择。
根据侵彻阻力的一般表达式,文中引入阻尼函数对尖头刚性弹垂直贯穿金属厚靶问题进行研究,给出了由四个无量纲物理量,也即撞击函数I、弹头形状函数N､阻尼函数ζ和无量纲靶厚χ表示的终点弹道性能表达式。结合公开发表的穿甲实验数据,将相关分析与不计阻尼函数ζ情形的异同进行了比较,分析结果与实验数据相符。
为解决普通聚能爆破切割器在爆破切割砖墙、防盗门、车辆箱体等过程中,因聚酯橡胶被覆层燃烧后产生有害气体多、灰尘大、噪声大、爆破作业所需安全半径大等突出问题,将被覆层改造为纤维布水袋。为分析被覆水对爆破切割效果的影响,利用LS-DYNA仿真软件,建立无被覆水和有被覆水聚能爆破切割器的二维有限元模型,对其爆破后金属射流的速度和动能进行对比。仿真结果和靶场实爆试验表明:在装药量相同时,被覆水不仅可有效地降低灰尘、减少有害气体和噪声,而且能有效提高金属射流速度、降低金属罩的动能。
为研究药型罩锥角和壁厚对多爆炸成型弹丸成型的影响,利用ANSYS/LS-DYNA软件对多爆炸成型弹丸的成型过程进行数值模拟。研究结果表明:多爆炸成型弹丸中心处药型罩锥角采用130°~140°、边缘处药型罩锥角采用145°~155°、药型罩壁厚采用2.5~3.5mm时,其侵彻性能较好。研究结果可为多爆炸成型弹丸的设计提供参考。
超宽带引信具有良好的抗干扰性能。为了定量分析超宽带引信的抗干扰性能,基于相关检测方法,分别对跳时调制信号、等间隔信号在不同干扰信号下进行分析和仿真,得出在不同干扰信号下的仿真输出。通过对两种不同发射信号的抗干扰性能的对比,证明跳时调制信号的抗干扰性能优于等间隔信号,经过跳时调制的超宽带信号能够有效提高引信的作战效能。
为了低成本的处理爆炸物,提出一种新型的水射流排爆战斗部结构。利用ANSYS/LS-DYNA软件完成了爆炸载荷下不同方案的水束成型的数值模拟,并对优化前后的水束头部速度进行对比分析。研究表明,在装药长径比一定的前提下,当容器锥角为60°、内腔高度为25mm时,水射流头部速度可达4537m/s,可以引爆大多数高能炸药,在爆炸物处理领域有良好的应用前景。此方法对今后的排爆工程有一定借鉴价值。
为了在三维地理信息系统中实现空爆核武器对城市建筑群毁伤效应的可视化,对核爆相关理论和已有经验公式进行了研究,归纳得出空爆炸冲击波对城市建筑物毁伤效应的数学模型;以地理信息系统技术为基础,以离散拟合思想为依据,提出了空爆冲击波对大规模城市建筑群毁伤效应的物理模型;提出利用四面体剖分模型对毁伤后的建筑物进行表达。文中提出的模型为空爆核武器对城市毁伤效应的科学可视化提供了技术支持。
为了研究制造误差对金属射流威力的影响,从起爆点偏心、药型罩内外表面不同轴度、药型罩轴线与装药轴线不同轴度三个方面,运用LS-DYNA程序对射流成型及侵彻靶板过程进行数值模拟,分析三种误差对射流侵彻深度的影响。研究结果表明:三种误差均可造成药型罩不对称压垮,降低射流侵彻能力。
建立基于混合网格的流场求解方法模拟钝头体双轨双排火箭撬试验粘性流场,并与钝头体自由流状态进行对比结果表明:下表面由于地面效应作用压力大于自由流状态;随着马赫数增大,高压区范围变大,压力最大点位置向后移动,与自由流状态对比的增压现象越来越明显。钝头体底部受地面效应和其他试件的影响,一对尾涡出现强烈的不对称性引起压力不对称分布。因此,建议将传感器布置在远离地面的钝头体上部0.2<x/L<0.4的区域。
研究了一种基于神经网络的航空发动机全包线PID控制器设计方法。首先在全包线内选定若干典型工况点,并通过遗传算法离线优化PID控制器参数。然后通过BP神经网络训练建立飞行高度和马赫数与PID参数的非线性映射关系,亦即建立起基于神经网络的航空发动机全包线最优PID控制器。最后,将该控制器应用于某型涡扇发动机稳态控制和飞行过程控制仿真,与原控制器比较,控制效果获得有效改善。
为了强化补燃室的掺混燃烧,提高发动机的性能,采用数值仿真和直连试验相结合的方法研究了掺混装置对发动机性能的影响。研究表明采用掺混装置后发动机的性能大幅提升,典型工作状态下,补燃室总压和特征速度提高约8%,发动机名义推力提高约19%。
运用粒子轨道模型对基于激波控制的三维轴对称收缩扩张喷管中的气-固两相流动进行了数值模拟,研究了1~100µm不同直径粒子的沉积特性。计算结果表明:主流中粒子的沉积部位主要集中在喷管的收敛段和喉部附近,粒子直径越大,沉积区域越大,大沉积率越高;二次流中的大尺寸粒子会对扩张段壁面造成烧蚀。射流推力矢量喷管的热防护设计应充分考虑到二次流中粒子对壁面的烧蚀。
对某型冲压发动机二元混压式进气道进行了三维数值模拟。研究了不同来流及背压条件对进气道性能的影响,以及弹体气动性能对进气道工作特性的影响。结果表明,在宽广的飞行马赫数和空域范围内,进气道的性能差异很大;对于单独设计的进气道,安装在弹体上以后,其性能会出现明显下降;弹体附面层隔槽大小及轴向安装位置会对进气道性能产生较大影响。根据计算结果,可以为该进气道提供实验方案,并为其装配提供参考数据。
在反舰导弹串联战斗部前级环形切割器的设计中优选药型罩材料。通过数值模拟,对铜、钨、铁三种单质药型罩,以及一定比例的两种铜钨复合药型罩的切割效果进行分析。结果表明,五种药型罩方案均能贯穿100mm靶板。铁药型罩和铜含量较少的复合药型罩在靶板底部形成射流堆积巢,钨药型罩和铜含量较多的复合药型罩贯穿后剩余速度较低,切割时间较长。最终确定以铜作为环形切割器的药型罩材料。该结论有助于新型串联战斗部的优化设计。
为了实现火炮快速定向,文中以卫星信号为参照,给出了在一定基线下,利用天线的“和差方向图”进行炮口定向的基本原理。论述了自适应滤波在“差信号”最小点计算过程中的应用。仿真结果表明,自适应滤波可有效抑制“差信号”中的噪声,从而可以利用“和差方向图”实现较为准确的快速定向。
为研究不同攻角、马赫数下火箭的气动特性,采用有限体积法,对某型火箭在亚跨超声速来流条件下的流场进行了数值模拟,给出了阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数、升阻比以及压力中心随攻角、马赫数的变化规律,结果表明:小攻角和大攻角条件下,阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数和压力中心随攻角表现出不同的特性,且与马赫数也有很大关系;不同马赫数下,升阻比最大值基本在22°~26°攻角范围内取得。
不同的自航发射装置管体结构参数对鱼雷内弹道的影响不同,综合分析了鱼雷在变截面自航式发射管中的受力情况,建立了自航鱼雷发射的内弹道模型,并对不同结构参数的自航发射管内鱼雷内弹道进行计算机仿真,仿真结果表明,后端管内径大小主要影响鱼雷的出管时间,而前端管管口内径的大小对鱼雷的出管速度和出管时间影响都比较大,前端管内径大小应是自航发射管设计的重点。
火炮内弹道设计的关键是弹道方案的选择,弹道方案选择属于一类多指标优化问题,最优解依赖于指标权重。文中针对指标权重信息不完整的情况,依据弹道方案综合指标理想值、负理想值建立弹道方案满意度的概念,并通过求解一系列关于弹道方案线性规划和一个方案满意度线性规划,分别获得综合指标理想值、负理想值和指标权重值,从而得到各可行弹道方案的优劣顺序。某型火炮的计算实例表明,该方法是有效的。
为去除外弹道测量数据中的噪声,分析小波变换用于外弹道测量数据处理的基本原理,结合某新型雷达和弹种的参数进行弹道测量数据仿真,用小波变换的方法对仿真数据进行处理,并与Kalman滤波方法的结果进行比较。仿真结果表明在弹道模型未知的情况下,小波滤波方法的精度更高,战场实用性更强。
传感子弹开伞高度的不同对其落地状态和落点精度有着很大的影响,为了确定传感子弹开伞高度,在建立伞弹系统弹道模型的基础上,利用Matlab/Simulink仿真平台,对伞弹系统的运动过程进行了仿真计算,计算结果与试验数据吻合较好,之后综合考虑风、装药号数以及射角等各种因素的影响,利用该仿真模型对传感子弹的开伞高度进行了仿真计算,计算结果表明:一号装药开伞高度应选择在175~250m范围内,六号装药开伞高度应选择在150~225m范围内。
飞行过程中存在的各种干扰会使导弹偏离预定弹道而影响其精度,因此研究各干扰因素对弹道参数的影响显得很有必要。文中通过试验仿真研究对比了几种典型干扰对某型导弹弹道参数的影响,建立了该型导弹六自由度标准弹道模型,以及发动机推力偏心、风干扰、初始扰动、分离扰动四种典型干扰的偏差模型。针对四种极限模式进行了仿真试验,分析了各因素对导弹弹道参数的影响。仿真结果表明,对于该型导弹,经常干扰对其飞行特性的影响远大于瞬时干扰,导弹位置受推力偏心的影响较大,姿态角主要受风干扰影响,而瞬时干扰只在作用时刻前后对弹道参数有影响且影响不大。
为分析自导深弹的攻潜效果,建立了自导深弹和无自导功能的深弹在不同操舵规律下纵平面内的弹道数学模型,利用Matlab/Simulink软件对深弹攻击作匀速直线运动的目标潜艇的弹道进行了仿真,通过仿真结果可以看出:自导深弹比无自导功能的深弹的攻潜效果有较大的提高,采用不同操舵规律时对目标的攻击效果有明显的差别。
文中针对弹道一致性检验问题,根据统计检验的方法原理,分析了零假设的设置问题,以及检验结果与试验用弹量和射弹散布的关系,理清了两种不正确的观点,得到了四点结论,对弹道试验具有实际参考价值。
为火箭助飞鱼雷的弹道仿真研究提供有效的平台,根据火箭助飞鱼雷全弹道运动流程,建立了其空中和水下的动力学、运动学、控制导引及风场环境等模型,应用面向对象方法设计了仿真模型,构建了仿真系统。对典型态势进行仿真,得到了全弹道曲线和特征点处战技指标参数,结果表明所建模型正确,仿真系统具有良好的可操作性。
影响轨道发射器进一步发展的主要技术障碍之一是电枢和轨道之间的放电烧蚀。文中从简单轨道发射器的结构组成和烧蚀形成机理入手,分析了引起简单轨道发射器烧蚀的原因,提出了通过改变轨道发射器的结构来抑制导轨烧蚀的方法,设计了一种多层轨道-电枢结构的轨道发射器方案,并对其进行了ANSYS有限元模拟。模拟结果显示该方案能够较好的解决电磁轨道发射过程的烧蚀问题。
为在现有硬件计算条件下缩短弹道与诸元计算时间,提高武器的快速反应能力,通过IntelVtune(程序性能分析器)对弹道与诸元计算软件进行深入分析,并结合弹道与诸元计算模型的特点,研究确认了经典的弹道与诸元计算模型中的热点和具有良好并行性的部分,采用线程池技术对弹道与诸元计算软件进行并行改进和实现,经过仿真验证,证明该算法能有效提高弹道计算的速度。
针对某型通用导弹飞行弹道的特殊性,文中提出了一种给定飞行高度规律的高度下滑飞行方案。考虑到通用导弹采用的是简易捷联惯性导航的控制方案,在飞行速度变化较小或近似不变时的垂直速度,通过积分器对其信号进行积分,即可得到导弹的实时位置。因此在充分利用捷联惯导的加速度计的基础上,通过控制捷联惯导的垂直速度,进行了高度下滑规律的理论推导,最后进行数学仿真和验证,仿真结果表明该方案合理可行。
测距码结构监测是信号监测系统的重要组成部分,但接收的信号往往淹没于噪声中,无法从时域中提取出测距码序列。推导了BOC信号的通用自相关与功率谱密度的表达式,并提出了一种适用于低信噪比下的BOC信号测距码解码方法。该方法利用导航信号的循环平稳特性与噪声的平稳特性,通过谱相关理论估计信号的多普勒和码速率,取小于一个码周期的数据与原始数据滑动相关去除电文的影响,然后剥离副载波恢复出测距码的时域波形,通过仿真分析BOC(1,1)信号验证了算法的有效性。
提出综合采用隐身、非常规机动、航路规划方法,完成对以雷达为主要探测环节的各类威胁的主动规避,以此实现复杂战场环境下的战区突防。首先分析了隐身条件下采用直接力控制的非常规机动对所受威胁的影响,再采用变步长的A*方法规划出一条可飞的航路,然后反过来推算出该航路上各点处的非常规机动幅度,从而给出战区突防主动规避的整体方案。最后通过数值仿真证明了文中方法的有效性。
针对利用智能学习方法进行多信号源方向估计模型难以构建的难题,文中提出了一种有效的降维构建方法。该方法首先对构造的DOA矩阵进行特征分解,获取各个信号源的DOA矩阵导向矢量,这样就可以用单信号样本来训练RBF神经网络模型,然后利用训练好的模型分别对分离出来的信号导向矢量进行映射估计,从而达到了对多信号源来波方向进行降维估计的目的,仿真结果也证明了文中方法的有效性和可行性。
测量本身导致设备性能退化的情况是存在的,然而这个问题往往被研究者们所忽视。文中针对这种情况下的剩余寿命建模进行了研究。首先,在自然退化模型的基础上建立有损测量退化模型;其次给出了相应模型的参数估计方法和基于贝叶斯理论的设备剩余寿命的实时更新方法。最后通过一个仿真示例证明了研究这个问题的意义和文中建模的有效性。
针对冲突证据的组合问题,提出了一种新的证据组合方法。利用DICE系数表征证据之间的相似度,并计算各个证据与其余证据的相似度之和,在此基础上获得各个证据的归一化可信度。对所有证据进行可信度加权平均,并对各原始证据进行冲突性判定及修正,最后利用DS规则完成证据组合。算例仿真表明,本算法能有效处理冲突证据的组合问题,得到合理的组合结果。
文中针对雷达辐射源信号环境复杂导致的正确识别率较低的问题,提出了基于支持向量机理论的雷达辐射源识别方法,并构建了基于多种核函数支持向量机的雷达辐射源分类器。通过在不同噪声环境下进行仿真实验,证明了支持向量机理论在雷达辐射源识别中的有效性,并比较了多种核函数支持向量机的识别效果。
针对船体结构动态变形对系统导航精度的影响,提出一种基于变形建模的船体挠曲误差补偿方案。介绍了船体挠曲变形的处理方法,并分析了联合基座变形测量系统的工作原理,对基于变形建模的挠曲补偿方法进行深入研究并分别在载体摇摆和匀速直航运动条件下进行仿真。结果表明,文中提出的补偿方法可以相对准确的估计出载体自身的变形角,补偿后的安装误差角达到一个较高的精度。
为了研究海面的红外辐射特性,提出了基于二维反射率的粗糙海面红外辐射计算方法。综合考虑海面红外辐射的各个因素,建立了海面的红外辐射模型,全面考虑风速、风向、遮蔽效应等各种影响,推导出粗糙海面的二维反射率计算方法,并进而计算出海面的红外辐射亮度。利用该计算方法,有效计算了中波和长波海面的红外辐射亮度,相比于经验公式计算方法,计算结果与实测数据有较好的一致性,该计算模型可以为海面背景的红外特性分析、探测及仿真提供参考数据。
提出了一种新的管道滤波方法并将其应用于红外图像序列中弱小运动目标检测。首先采用局部灰度特征分析的方法对图像序列的一帧进行逐点检测,检出候选目标;然后对每个候选目标建立管道,利用局部灰度特征的分析方法判断后续帧的管道区域内是否仍然存在目标,保留仍然存在目标特征的管道,清除不具备目标特征的管道。该方法不需要对每一帧图像都进行复杂的管道建立、维持、消除等操作,具有丢失目标后快速重新捕获能力。实测红外图像序列的实验结果证明了所提方法的有效性和抗干扰能力。
研究Pearson分布杂波背景下基于模糊积累的距离扩展目标检测方法性能。推导出将观测值映射到虚警空间的隶属函数,分析了模糊代数积、模糊代数和两种积累方法的性能,并与二进制积累方法进行了比较。仿真结果表明Pd=0.5时模糊代数和积累、模糊代数积积累较二进制积累方法可分别获得广义信杂比约10dB和6dB的性能改善。
为研究气动力对操纵面非定常偏转运动的动态响应,采用非定常雷诺平均N-S方程和基于弧长的超限插值网格更新方法,数值模拟了NLR7301二段翼型襟翼和方形截面导弹一对水平舵的振荡偏转运动。结果表明:基于弧长的超限插值算法能够较好的保持原始网格的正交性、光滑性,实现网格的更新。
由于存在传感器丢失目标观测值的情况,将造成拓扑序列法等高性能航迹相关算法失效。文中提出了区域匹配算法,以区域内所有目标的最大匹配支持度为基础,从整体上优化航迹的对应关系。算法考虑了存在误差的情况下,不同雷达所形成目标观测值的偏差最大值,把绝对距离作为匹配航迹的约束条件,大大减少了匹配的计算量。文中以目标丢失率为条件,仿真了误匹配率和正确匹配率性能指标,它们都具有较好的鲁棒性。
当观测值给定的条件下,为了提取未知参数的信息,文中基于Gibbs与Metropolis-Hasting两种重要采样提出了多尺度粒子滤波算法。该算法在目标状态空间上一条马尔科夫链上,采用不同的粗细尺度进行交替采样来传递目标的状态信息和参数信息,从而搜索目标状态的最大后验分布函数。从而实现对机动目标状态的最优估计。其中细尺度采样保持了估算的精度,粗尺度提高了运算效率。仿真表明,该新算法实现了算法精度和效率的良好折衷。
针对在弹体飞行姿态测量实时处理分析过程中,采用FPGA和单片机的半硬回收方式存在结构复杂、体积较大、运算能力差的问题,文中从弹体处于高速、高过载的环境出发,设计了基于TMS320F28335由传感器、ADC、DSP以及存储芯片组成的弹体飞行参量采集硬回收系统,实现弹体动态信息的采集、处理和存储。实验证明,系统能够完整精确的获取弹体飞行姿态测试过程中的各种参量,能够为弹体飞行参量测试提供有力依据。
针对目标的探测、识别、红外特性的模拟以及红外隐身技术的研究,建立了自然环境下人工红外光照射地面目标的理论模型,通过建立导热微分方程和边界条件,得到了计算人工光照时目标表面温度的方法。以某建筑物的表面为例,对采用不同光照时间、不同光照功率以及不同光照距离时目标的温度进行了仿真计算和讨论;在此基础上,对目标的红外辐射进行了计算与分析。结果表明:短时间照射时,目标红外特性改变取决于目标对光源的反射辐射;长时间照射时,取决于目标自身的辐射和对光源的反射辐射。
针对在不同的温度下光纤陀螺漂移差异很大的问题,文中从理论和大量实验上研究了光纤陀螺的温漂特性,分别建立了逐次启动零位和一次启动零位补偿的数学模型,并给出了工程上的建模方法和步骤。试验结果表明:补偿后无论是不同温度下的陀螺漂移差值还是一次启动漂移的稳定性都有显著改善和提高。
针对惯导辅助GPS完好性监测,对残差χ2检验法和以大数定律为基础的残差检验法进行了深入的理论分析和比较,并且在斜坡故障方面,引入检测时间和检测函数对判决门限的偏离度作为评估检测性能的两个指标。通过对阶跃故障检测和斜坡故障检测的仿真研究,验证了两种方法的有效性,并且仿真结果表明后者比前者具有一定的优越性。
高温加速老化法常用来解决固体推进剂药柱储存寿命预估问题。介绍了传统的加速老化Arrhenius模型在解决SRM药柱储存寿命预估问题中的应用,并针对传统Arrhenius方法的局限性,将Arrhenius公式修正为三参数公式,并给出了修正Arrhenius寿命预测模型的理论推导。分别基于该传统方法和修正方法对某型SRM药柱储存寿命进行了预估,并与常温试验外推储存寿命进行了比较。结果表明,修正Arrhenius方法预估误差更小,预估精度更高,更适用于SRM药柱储存寿命的预估。
文中充分利用二维多波束输出的特点,首次将曲面拟合技术应用于二维多波束测向领域,提出一种高精度的二维多波束测向方法,即基于曲面拟合的二维多波束测向算法。文中不仅推导出该算法的数学表达式,还总结出影响该算法测向精度的三个主要因素;最后通过仿真实验分析了三个因素对测向精度的影响。结果表明该方法具有很高的稳健性及较好的测向精度。
利用雷达回波信号发生器模拟特定环境的雷达信号是验证信号处理系统有效性既经济又有效的手段。本系统设计和实现了一种基于DSP和单片机的基带脉冲雷达回波信号产生器,采用单片机将编码后的脉冲雷达信号参数输入DSP;DSP解析脉冲雷达信号参数后产生目标信号、噪声信号、同步控制信号和复合信号,并通过D/A转换为模拟信号输出。可以实现根据外部要求产生目标运动轨迹和信噪比可控制的信号波形,在较宽范围内具有可调节性。
飞行器在高超声速飞行时,来流会对其前缘产生严重的烧蚀,因此需要对前缘进行钝化处理。而钝化会引起飞行器周围流场的变化,影响飞行器的性能。通过运用数值计算的方法,验证了加大钝化半径可以降低前缘的热流密度,研究了钝化对高超声速乘波体飞行器升阻比的影响,比较了不同钝化半径情况下飞行器的升阻比变化。研究表明钝化导致飞行器的升阻比下降且随着钝化半径增大升阻比降幅增大。
应用CCD立靶时操作不慎造成的靶面不重叠降低了测量精度,有必要对靶面不重叠误差进行分析。通过研究坐标求解模型,将靶面不重叠对结构模型的影响转化为弹丸在CCD像面上成像位置的偏差,推导了三种靶面不重叠情况下成像位置的计算公式。对8m×8m靶面内的误差分布进行了仿真。结果表明:由平行和水平夹角不重叠造成的最大测量误差小于1mm;由垂直夹角不重叠造成的最大测量误差超过6.8mm,对测量精度影响较大。
针对外测数据误差分离领域中测量数据趋势项提取模型构建复杂的问题,提出一种利用小波多尺度分解提取测量数据趋势项,然后将测量信号与趋势项相减,把得到的残差作为随机误差的误差分离方法。小波的分解层数直接影响误差分离的效果,恰当的选择小波分解层数是该方法的关键,针对随机误差为低阶AR模型的雷测数据,给出了最佳层数的确定方法。从随机误差分离过程可以看出,该方法比较简单,实用性好,仿真结果表明该方法能够有效的对外测数据的随机误差进行分离。
