导弹弹体转速变化范围较大,会给导引头有效跟踪目标带来困难。为消除弹体转速变化对导引头跟踪目标的影响,文中提出一种导引头自适应弹体转速的设计方法。这种设计方法不但可以在弹体转速变化的情况下实时提供正确的目标方位信息,而且可以有效提高导引头的进动效率,实现导引头在自旋弹体下消除转速变化对其影响,达到导引头精确跟踪目标,保证导弹命中精度的目的。
为解决导弹技术准备阵地中采用实装弹载雷达训练所致的高成本问题,介绍了一种简易弹载雷达模拟器的实现方法。该模拟器采用比相法测角技术、数字下变频技术、DSP控制技术和软件层次化设计技术等,实现了对回波信号的角度信息、距离信息和幅度信息测量功能。模拟器结构简单,实现成本低,能够代替实装雷达完成导弹技术准备训练,节约训练成本。
基于模型的设计是面向越来越复杂的嵌入式控制器开发的一个创新的、高效的、具有长远前途的开发范式。采用基于模型的设计对于提升弹载飞行控制器研制部门自主开发能力具有重要的意义,文中以某型号弹载飞行控制器硬件为目标平台,按照基于模型的设计开发流程,实现了弹载飞行器产品级软件开发。对飞行控制器实物输出结果和仿真结果进行对比和验证,表明基于模型的设计在嵌入式控制器开发中所表现出的适用性和高效性。
文中针对GPS/SINS组合导航系统中GPS信号失锁问题进行研究,采用基于神经网络的组合导航算法。在GPS信号失锁时间段内,用神经网络模拟GPS的信息,进行信息融合。文中给出了基于神经网络的组合导航系统模型,并进行了数学仿真研究,结果表明,引入了神经网络的组合导航系统,在GPS信号失锁时,能保证一定的导航精度。本文为组合导航系统中GPS信号失锁问题的解决提供了一种方法。
文中采用解析方法,运用弹道导弹红外辐射模型和卫星探测能力计算模型,建立了SBIRSHEO对潜地弹道导弹的覆盖范围和探测能力模型,并对SBIRSHEO-4的覆盖能力进行仿真计算,通过与STK软件中模型的仿真结果对比验证,证明了所建模型符合实际情况。考虑卫星观测角与大气透过率对SBIRSHEO探测能力的影响,并做进一步仿真分析,此时结果更贴近于SBIRSHEO卫星的实际探测能力。
文中采用FEKO软件对天线罩的瞄准误差进行了仿真分析。直接对真实带罩天线进行仿真,计算量过于巨大,通常工作站难以支持,因此采用等效源方法进行仿真。仿真步骤如下:首先仿真天线口面附近的等效近场;然后将等效近场作为激励源放入天线罩模型中,计算带罩天线远场差方向图;对比带罩与无罩远场差方向图零点位置的变化得出天线罩的瞄准误差。仿真结果与实测结果吻合很好,验证了仿真方法的准确性。
为了研究鸭舵式修正机构的修正能力,建立了不同舵高和不同舵偏角的二维弹道修正弹丸三维模型,采用了流体动力学和运动学的联合仿真,重点分析了弹丸的升阻比气动特性、舵片减旋和姿态控制,得出修正效果。得出结论:50mm高的舵片对射程的修正效果最好,55mm高的舵片对偏航的修正效果最好;舵偏角越大的舵片对射程和射高的修正效果越好,但对航偏的修正效果不佳,而偏角较小的舵片对航偏的修正效果较好。
在弹道导弹末段防御中,探测系统对目标识别跟踪并引导拦截系统对其拦截。为研究探测误差和探测距离对拦截弹脱靶量的影响,确定成功拦截时探测能力应满足的条件,首先,对末段防御系统的作战流程进行介绍,对动能杀伤器末段飞行进行建模,引入线性交会模型,并对导引头测量值进行卡尔曼滤波处理。通过仿真得到了探测能力与脱靶量之间的关系,给出了成功拦截时系统探测能力的约束条件。
为定量分析高炮射击诸元等参数对飞机毁伤概率的影响程度,以高炮到目标的斜距离、高炮射击误差、单发命中弹的毁伤概率等7种基本变量为研究对象,以某高炮在选定的典型射击参数和航路条件下对F16战斗机射击为例,通过编程分别计算出了不同变量条件下的毁伤概率,得出了上述7种变量对毁伤概率的定量影响曲线。计算分析数据表明:前4种与毁伤概率负相关的变量中,高炮到目标的斜距离对毁伤概率的影响最大,后面各项递减;后3种与毁伤概率正相关的变量中,射速对毁伤概率的影响最小,射击的点射时间长度次之,单发命中弹的毁伤概率的影响最大。计算分析得出的有关结论可以为相关工程实践提供参考。
为了研究末敏弹稳态扫描参数对目标的影响,提出了一种评估末敏弹扫描参数对目标影响的模型。建立了稳态扫描参数影响下的末敏子弹对目标影响模型,并运用MATLAB提供的非线性规划最优化理论进行了仿真。仿真结果表明:当转速为5r/s,落速为9m/s,扫描角为30°,敏感器探测距离为115~145m时,末敏子弹最适宜作用目标。所提出的研究思路与方法为末敏弹设计提供一定的帮助,研究内容对分析末敏弹作战效能具有一定的指导意义。
为了研究弹体破片分布与材料、炸药、壳体等的影响关系,以Mott模型为基础,通过切片的方法对弹体进行了理论分析。分析了破碎性系数B的主要影响因素,通过量纲分析得到了破碎性系数B计算公式。通过该公式得出了13mm壁厚弹体破碎性系数,且得到破片数和破片质量分布,并与试验数据进行对比分析误差小于5%,是因为回收率和端盖的影响。提高破片回收率和排除端盖的影响,该破碎性系数计算公式可用于弹体破碎性分布计算。
掠飞末敏弹采用平飞攻顶的方式进行目标搜索和毁伤,与已装备的各型末敏弹有较大不同,文中针对掠飞末敏弹的特点建立其工作流程数学仿真模型,用VC6.0平台编写了仿真软件,并利用该模型对影响掠飞末敏弹的命中率的相关参数进行了初步的仿真研究,仿真结果得到了试验验证,本模型可用于掠飞末敏弹的设计分析工作。
为了实现弹丸对炮位侦察校射雷达隐身,研究了弹丸对雷达隐身的原理和结构,采用改进弹丸表面和形状的技术,实现弹丸外形隐身,研制S波段、X波段窄带吸波材料,涂覆在弹丸表面上,实现弹丸窄带吸波材料隐身,测试了隐身弹丸的雷达散射截面及其对雷达的隐身效果,结果表明:与传统的杀爆弹相比,隐身弹丸的雷达散射截面明显减小,被雷达探测到的距离显著缩短,弹丸具备了隐身性能。
炮射导弹发射过程中承受上万个g的过载,固体推进剂药柱的应力应变分析极为关键。文中采用有限元方法对药柱在发射过程中的应力应变进行数值模拟,分别对比研究轴向过载、旋转载荷和药柱挡药板之间摩擦对药柱整体最大vonMises应力和最大应变变化的影响规律。结果表明,考虑旋转和药柱挡药板之间摩擦的情况下,药柱整体最大vonMises应力和最大应变都显著增加,而且药柱挡药板之间摩擦将直接影响药柱最大vonMises应力和最大应变发生的区域。
为了深入分析导弹引信触地过载环境,采用LS-DYNA软件对四种不同落速落角条件下的触地过载进行了仿真计算,得出了四种条件下的引信触地过载曲线,结合应力波和过载在弹体内的传递过程,总结出了以加速度传感器为基础的引信惯性触发发火控制系统设计的相关规律。这些规律对惯性敏感元件的布局、引信强度校核和发火控制逻辑设计具有参考价值。
针对旋转弹飞行过程中舵机控制滞后的难点,建立了控制滞后角的分析模型,重点研究了舵机､地磁陀螺和弹载计算机三方面导致滞后角的因素,给出了控制总滞后角计算方法。基于滞后与时间延迟的线性关系,提出了按滚转角速率补偿滞后角的算法,并进行了实验验证,实验结果表明其较好的解决了舵机控制滞后的问题,具有较高的工程应用价值。
为准确计算定向含能动能杆战斗部对战术弹道导弹(TBM)的毁伤概率,完成战斗部作战效能评估,文中在分析传统毁伤概率计算方法误差率大、精确率较低的基础上,把动能杆的毁伤能量分为冲击波产生的能量、杆条剩余动能和含能材料化学能,建立基于能量比的毁伤概率计算模型。以假定条件下的M39导弹为TBM目标进行计算,结果验证了模型的合理性与可信性,为毁伤概率计算提供了一种方法和技术手段。
双燃烧室冲压发动机是超燃冲压发动机研究的一个重要方向,有很高的应用价值。文中对一种固体燃料双燃烧室冲压发动机进行了性能计算和试验研究,分析了亚燃流道和超燃流道的部件特性和特征参数对发动机总体性能的影响。计算结果表明,在所研究的范围内,超燃流道主要影响发动机性能,亚燃流道主要作用是点火和稳定燃烧。开展了发动机地面试验,亚燃/超燃点火和燃烧组织稳定,验证了固体燃料双燃烧室发动机方案的可行性。
为提高小型涡喷发动机转子系的动力学模型精度,提出基于固有频率的模型修正方法。文中以某微型涡喷发动机转子为研究对象,建立了合适网格数量的有限元模型;通过灵敏度分析,确定了待修正的参数;以仿真与试验之间的频率残差为优化目标,将模型修正问题转换为优化设计问题;采用一阶优化方法对敏感的参数进行修正后,模型的精度有了大幅提高。修正后的模型为微型涡喷发动机的振动特性研究,提供了更可靠的分析模型基础。
文中设计了两种新型旋流式固冲发动机补燃室掺混结构,对该掺混结构作用下补燃室掺混燃烧流场进行了数值研究。分析了旋流式掺混结构对补燃室中掺混燃烧的影响,并与两种基准补燃室掺混结构的计算结果进行了对比分析。结果表明:旋流式掺混结构能够强化补燃室中的掺混燃烧效果,大幅提升固冲发动机补燃室的特征速度,且补燃室总压恢复系数满足设计需求,但补燃室内的旋流流动在一定程度上会削弱冲压喷管的做功能力。
为了获得缩短短时间工作固体发动机点火时间的方法,建立了短时间工作发动机点火过程瞬态模型,确定了影响发动机点火时间的关键因素。采用理论分析和试验验证相结合的方法,分析了燃烧室装药结构对点火时间的影响。结果表明,通过合理设计燃烧室装药结构,缩短推进剂燃烧阶段的时间,可以有效缩短短时间工作发动机的点火时间。
为了满足C波段宽带通信的需求,设计一种缝隙耦合层叠结构的宽带高增益圆极化微带天线。采用双层切角的辐射贴片实现圆极化,并扩展天线的带宽;使馈线偏离介质板的中心,改善天线的轴比特性;采用金属反射板实现天线的定向辐射,并提高增益。天线实测结果表明,-10dB阻抗带宽达到32.2%(4.17~5.76GHz),3dB轴比带宽达到20.2%(4.25~5.25GHz),天线增益在轴比带宽范围内大于8.5dB。该天线实现了宽频带、高增益等特性,适合应用于C波段宽带通信。
微波着陆系统(MLS)信号源需要定量测量大量的参数,传统的测试方式需要大量仪器而且连接复杂,测量效率和精度受到了很大限制。智能仪器的发展为自动测试提供了基础,通过对微波着陆系统信号源状态参数的测试特点进行分析,在MATLAB平台上完成了自动测试系统的开发。实际测试结果表明,该自动测试系统在测量MLS信号源状态参数的过程中具有精度高、效率高的特点,可以实现测试的自动化。
针对传统最小均方类算法在非高斯噪声中自适应滤波性能下降的问题,提出了一种基于梯度范数的变步长归一化最小平均p范数算法。算法将α稳定分布作为非高斯噪声分布模型,依靠梯度范数与均方权值偏差(MSD)的关系自适应调整步长,加快收敛速度的同时减小稳态误差,理论推导证明了算法的有效性。仿真结果表明,在非高斯噪声条件下,该算法具有更好的收敛性能和抗突变能力以及更小的稳定误差。
针对非合作目标动态测量难以开展的问题,研究了基于FEKO的雷达目标动态极化散射特性实时仿真方法。首先给出了随时间变化的方位角和俯仰角的求解公式,然后介绍了利用FEKO实时仿真计算目标动态极化散射矩阵的方法及其步骤。仿真结果表明,机动目标的动态极化散射特性敏感于雷达视线角,雷达视线角变化越剧烈,插值法获得的极化数据越偏离实时仿真数据。验证了该实时仿真方法的有效性和准确性。
空间群目标的探测与识别问题异常复杂。文中针对宽带雷达信号条件下的自旋微动群目标分辨问题,提出了一种基于距离慢时间像的群目标分辨方法。不同于其它文献中m-D曲线分离的思路,文中根据宽带雷达距离慢时间像中m-D曲线,求解所有散射点到雷达的距离变化函数的“和函数”,再对“和函数”作傅里叶变换,根据“和函数”在频域的分量实现群目标分辨。仿真实验验证了所提方法的可行性和鲁棒性。
针对长伪码序列捕获中滑动串行捕获算法计算复杂度过高的问题,提出了一种自适应检测窗伪码捕获算法。该方法通过在不同信噪比条件下自适应构建检测窗,快速确定其在接收伪码序列中的位置信息,直接生成与接收伪码序列粗同步的本地伪码序列,完成捕获。仿真结果表明该方法大大降低计算复杂度并能在低信噪比条件下稳定工作。较之滑动串行捕获算法,该方法有更低的硬件实现复杂度,易于工程实现。
进动是弹道目标识别的重要特征。以锥体弹头为研究对象,文中提出了一种基于宽带雷达组网的锥体目标进动特征提取方法。首先建立弹道目标进动模型,利用AP聚类算法,根据回波信号的强度进行初步聚类,然后通过DBSCAN算法,剔除噪声点,将非噪声信号分类并求平均值。在此基础上,分别估计出不同雷达体制下各散射中心的幅、相信息,进而解算出弹道目标的进动参数。仿真结果表明,在信噪比较小的情况下,目标的进动参数估计精度仍较高。
军用无人机飞行航路必须基于作战任务规划,在任务完成和飞行安全之间体现不同侧重。文中将无人机航路规划问题区分为固定航路规划和突防航路规划,阐明了各自的规划要点,提出的基于任务完成度的固定航路规划方法和基于改进蚁群算法的突防航路规划方法,能够满足无人机不同作战任务需求。通过算法仿真和作战仿真系统的应用实践,证明了文中方法的合理性和实用性。
介绍了SPECAN(SPECtralanalysis)SAR成像算法基于2片TMS320C6678的工程实现。文中对SPECANSAR成像算法原理做了简单介绍,对算法工程化实现进行重点描述,着重对实现过程中DSP多核间同步、2片DSP间的同步、多核多通道EDMA传输以及大数据量存取及解决措施进行了介绍,并给出了工程实现结果。与其他几种成像算法工程化比较,通过结论可知对于成像精度要求不高,但要求快速实时处理时,SPECAN算法为最理想的工程化实现成像算法。
提出一种新颖的跨平台武器系统总线同步时钟发生技术,该技术采用相位延迟、中断窗口等方法,降低了传统直接触发技术带来的误差,提高了总线同步时钟发生器的容错性以及武器的安全性。并且,把该技术用于某武器系统的时钟同步系统中,从而验证了方法的可行性和有效性。
文中采用有限元方法对80mm有限空间筒式武器制动系统发射过程进行了仿真计算,比较了10#钢、20#钢、35#钢不同材料变形环的吸能效果。结果表明变形环材料采用20*钢使系统碰撞作用时间最长,活塞移动距离最大,具有最强的吸收冲击能量能力,这样就使得系统的轴向拉力也最小。综合计算结果,变形环材料选择使用20*钢。最后对三种材料制造的变形环进行了实弹射击试验研究,试验结果表明仿真计算是正确可行的。
分析了单陀螺连续旋转寻北方法的原理,指出陀螺的常值漂移可以被积分平滑掉,不影响寻北精度。但陀螺随机游走仍然会影响寻北精度,并推导出了相应误差公式,得出随机游走系数、寻北时间和陀螺寻北仪所处方位都会影响寻北精度的结论,并求出陀螺寻北仪最佳寻北方位和应避免的寻北方位。最后通过三组数值仿真验证了所提出观点的正确性。
针对超视距目标辐射信号容易受到对流层散射和地球曲率的影响而难以定位的情况,文中对基于双站交叉定位的超视距无源定位模型进行了研究。通过分析超视距目标信号在对流层散射传播的特点,推导了基于对流层散射传播的球面交叉定位计算模型,并且给出了球面交叉定位和传统平面交叉定位的误差分析。仿真结果表明,在上百千米级别的超视距定位中,球面交叉定位与传统平面交叉定位的定位偏差基本可以忽略。
图像配准是将不同条件下(时间、传感设备、气候、角度等)得到的两幅或者多幅图像进行匹配、叠加的过程。通常,每种配准技术都是针对某一类具体应用的,有一定的局限性。文中提出了一种融合的、基于特征点的图像配准方法,首先采用小波变换和USAN区域特性相结合的角点检测方法,然后利用互相关和RANSAC相结合的方法进行特征点匹配,最后采用薄板样条法求解点变换矩阵。通过这种方法可以弥补不同配准方法的不足,提高配准精度。通过对人物、景物等大量图像进行实验分析,证明此算法具有很好的配准精度、环境适应性和实时性。
自适应门限是影响直接序列扩频(DSSS)系统平均捕获时间的关键因素。为达到降低DSSS系统平均捕获时间的目的,文中通过深入分析非相干累加与虚警概率、检测概率、平均捕获时间的关系,建立了一种DSSS系统自适应门限分析模型。仿真结果表明,该分析模型可通过自适应门限阈值来有效降低DSSS系统的平均捕获时间,进而为工程应用中的门限自适应提供理论依据。
冲压发动机动态模型是研究控制系统的基础,动态模型的准确性直接影响控制方案的有效性。为了获得面向控制的高精度低阶动态模型,利用试验数据,理论分析传递函数模型,选择误差平方和最小作为辨识准则,并利用非线性最小二乘法对模型进行辨识,获得了燃油控制系统中燃油流量对燃油指令的传递函数模型。进而将该模型和发动机气路通道模型结合起来,建立了发动机推力对燃油流量的传递函数模型。辨识模型的时域特性曲线与试验数据符合得很好,能够代表发动机系统的主要动态特性。
为了解决低信噪比条件下雷达辐射源信号识别率低的问题,提出了一种提取时频图像纹理特征的脉内调制方式识别方法。该算法首先对信号进行Choi-Williams变换,在对时频图进行预处理后提取其改进的局部二值模式纹理特征(LBPV),并用支持向量机进行分类判别。使用6种典型雷达信号进行仿真实验,仿真结果表明在-2dB的低信噪比条件下该方法的平均识别率可达95%以上,局部二值模式算子在低信噪比下的识别能力得到大的提高。
针对某型飞机上高速摄像机安装位置受限,安装在不同位置的摄像机画面不能重叠,无法采用常规影像测量交会方法计算武器分离过程的轨迹、姿态运动参数的问题,提出多视角非交叠影像测量方法。通过增加刚体目标上标志点之间相对空间关系不变约束条件,使得秩亏影像测量方程组达到满秩条件,实现了武器运动参数的测量。实验结果表明,轨迹测量精度可达到2cm,姿态测量精度可达到0.6°,满足飞行试验测试要求。
针对传统的粗糙集模型不能有效处理具有动态特性的偏好信息系统这一缺陷,文中提出双向S-优势粗集模型。首先在双向S-粗集的基础上,引入优势关系,并将两者结合建立了基于优势关系的双向S-粗集模型。然后对该模型的性质以及该模型与优势粗糙集模型之间存在的关系进行了研究。最后通过在实例中对该模型的应用,表明该模型可成功应用于战场对敌意图识别问题。
