相干通信中锁相环的非线性分析

本文讨论在卫星通信、遥控遥测等领域中用作同步的锁相环在有噪声作用时的非线性分析。文中从估计理论观点论证了锁相环路是一个最佳非线性相位估计器。并用福克—普朗克(Focker-Planck)方法分析了在观测噪声为白高斯过程时锁相环的统计特性。详细推导了三阶锁相环的稳态相位误差的概率密度,导出了锁相环在统计稳态时的失锁概率和跳周平均时间。     

用神经网络镇定可反馈线性化的仿射非线性系统

在用状态方程描述的单输入仿射非线性系统中存在一类可以通过非线性状态变换（ｘ）和输入变换ｕ＝α（ｘ）＋β（ｘ）ｖ实现输入──状态线性化的系统，用多层前馈神经网络通过实时学习实现此状态变换，并在此基础上用李亚普诺夫方法设计进行系统镇定的反馈控制器，仿真表明，学习在很短时间内可收敛，且系统对外干扰和未建模动态有一定鲁棒性。     

非线性黄金分割自适应控制

针对参数未知，高阶定常线性系统和一类复杂的非线性系统，为设计低阶控制器，并能满足不同系统的过渡过程要求。在线性黄金分割自适应控制方法的基础上，本文提出了一种新的非线性黄金分割自适应控制方法。文章首先简单介绍了被控对象的特征模型，接着重点介绍了这种控制方法的设计原理和特点。当系统能用二阶幔时变差分方程形式的简化特征模型描述时，可以证明由非线性黄金分割自适应控制器组成的闭环系统是稳定的。最后通过典型实例的仿真验证了非线性黄金自适应控制方法的有效性和优越性。     

基于两级查表的TWTA自适应预失真非线性校正

行波管微波功率放大器存在幅度非线性和相位非线性失真,会引起信号失真,使多载波信号产生交调干扰。因此,对于微波转发器特别是卫星转发器来说,线性化处理非常重要。文章基于直接查表法和泰勒公式展开,提出了一种自适应的两级查表校正方法。仿真实验结果表明,与直接查表法相比,该方法达到相同精度时所需存储容量大幅度降低。     

直扩通信中含载波的非线性干扰抑制技术

将 ACM滤波器应用于扩频信号中的窄带干扰 ,能使抗干扰性能得到了很大改进。但这是仅对基带信号而言的 ,没有考虑信号载波或认为载波已经完全去除。而通常在强干扰的情况下 ,载波提取非常困难和不现实。因此 ,不考虑载波是无法将非线性技术应用于实际中的。文中针对这一问题进行了深入研究 ,给出了扩频信号的载波在没有被完全去除的情况下的非线性处理方法 ,从而解决了非线性干扰抑制技术的现实应用问题     

时变非线性系统输出跟踪的变结构控制

本文讨论了时变仿射非线性系统输出跟踪的变结构控制方法。首先,通过引入时变Lie导数记号,导出了时变非线性系统I/O线性化的条件,然后,建立了非线性变结构控制规律的设计过程,并且讨论了滑动状态在滑动流形附近的抖动因素(Chattering)的克服措施。     

基于非线性系数的金属构件寿命预测研究

通过对位错引起的超声非线性行为理论模型的研究,发现超声非线性系数的变化与疲劳损伤累积过程中位错密度的变化趋势相对应。基于上述理论,利用非线性超声对45#钢三点弯曲试件的微裂纹扩展进行了检测,实验发现位错密度的变化趋势与微裂纹扩展的3个阶段紧密相关。因此,利用非线性系数作为特征参数实现了对微裂纹扩展不同阶段的表征,从而实现了金属构件剩余寿命的预测,并且验证了超声非线性系数与位错密度成正比的位错理论。     

金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价

提出了一种金属材料表面涂层损伤的非线性超声评价方法。表面涂层的损伤以及涂层与基体材料间的界面粘接状况与超声信号的非线性效应密切相关。将存在表面涂层的AZ31镁铝合金试件加载到不同的拉伸载荷后,利用RitecSNAP-0.25-7-G2非线性超声测试系统激发和接收Rayleigh表面波,通过实验测试在不同载荷作用后涂层试件的声学非线性系数。研究结果表明,在应力不超过某一极限值的情况下,虽然不能观察到试件表面涂层外观的明显变化,但通过非线性超声实验测试得到的声学非线性系数随着加载应力的增加而不断增加。因此,对具有表面涂层的结构来说,可利用声学非线性系数对其表面涂层的损伤进行非线性超声无损评价。     

非线性系统的块对角控制器设计及其应用

定义了非线性系统的块对角模型；根据奇异摄动理论，将模型受控变量以时间尺度基准进行分离，形成慢变快变等结构。所设计的控制系统呈多环结构，每一层子系统(外环层)期望的稳定输入信号做为内环层的期望输出，该期望输入信号满足所设计的该层Lyapunov函数稳定要求，层层递推，最终设计出非线性系统的稳定化控制规律。若存在零动态，则其应稳定；设计的结果已经被一战术导弹的数学仿真所证明。     

具有角动量存贮挠性飞行器大角度姿态机动的非线性控制

本文采用欧拉四元数、姿态角速度和振型模态坐标、建立了具有角动量存贮挠性飞行器姿态动力学的奇异摄动非线性模型。讨论了系统的慢流形降阶和校正控制方法,给出了非线性退化系统的全局线性化公式。文中还介绍了数字仿真实例和结果。     

航天器姿态的非线性鲁棒分散控制器设计

研究了具有外部干扰力矩及参数不确定性的航天器姿态控制问题。针对这类多输入-多输出的不确定非线性系统，基于一种非线性鲁棒分散控制理论，设计了结构简单而易于实现的控制器。该控制器中包含的积分环节可以补偿系统的各种未知因素，同时确保恒值调节系统不存在稳态误差。仿真结果表明：所设计的鲁棒分散控制器与非线性动态逆控制器相比，具有更优越的抗干扰能力和对模型不确定的适应能力。即使系统存在外部干扰及模型小确定性，仍可在闭环系统中实现精确的姿态控制。该控制器有效地提高了航天器姿态控制的鲁棒性和适应性。     

基于TDRSS的低轨卫星定轨方法研究

利用跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)组成天基测控系统对低轨卫星进行轨道确定,并讨论了低轨卫星在TDRSS系统覆盖区域的时间段,以改进的Gauss-Newton算法为基础,设计了非线性迭代的微分轨道改进算法,有效抑制了算法截断误差.仿真实验证明基于TDRSS的测控技术可显著提高测控覆盖率,减少地面测控站压力,有效确定低轨卫星轨道,定轨位置误差小于20 m,速度误差小于0.01 m/s,能满足一般低轨卫星的定轨精度要求.     

相干通信中的卡尔曼滤波方法

该文论述将最佳滤波理论应用于相干通信中消息和信道过程的联合估计问题。首先根据消息过程和信道过程的随机特征,应用扩大状态变量的方法,建立相干通信中的联合非线性估计模型,然后应用推广卡尔曼滤波算法,寻求消息过程的最佳估值。计算机模拟结果表明,采用推广卡尔曼滤波改善了对消息过程的跟踪性能,使消息过程的估算具有更好的自适应性。     

卫星推进系统管路装配技术研究

球头联接件作为卫星推进系统管路装配中的重要零件之一,关系到整个卫星在轨运行能否高可靠及长寿命。针对卫星推进系统管路球头结构联接形式的具体特点,文章通过球头螺纹力学分析,计算了球头结构的最大及最小拧紧力矩值。并采用接触非线性有限元方法对球头结构进行了建模分析,分别得出了在最大及最小载荷工况下球头螺栓的等效应力分布和接触应力的大小,得出了不同力矩和密封宽度、接触面积以及平均接触应力的对应关系,确定球头安装的理论合理力矩值范围。     

一种新的弹道导弹雷达跟踪算法

提出了一种新的名为Singer-IEKF的弹道导弹雷达跟踪算法.传统的弹道导弹跟踪方法,利用扩展卡尔曼滤波器进行非线性滤波,取Taylor展开的前两项,可能引入较大的线性化误差,导致跟踪精度不高.在分析弹道目标动力学特性的基础上对目标的运动模型采用基于J2校正的Singer模型来描述,并利用迭代的扩展卡尔曼对非线性的目标量测模型进行线性化.对新算法和扩展卡尔曼滤波算法进行Monte-Carlo仿真比较.仿真结果表明新算法的模型更准确,跟踪性能更好.     

用于寻的导弹制导的计算密度滤波器

提出一种最大似然估计方法,用于求解具有线性动力学和非线性量测函数的问题.这种方法称为“计算密度滤波器”,在此方法中,条件概率密度函数被选为有限个参量的函数.在最频值附近描述条件概率密度函数近似形状的这些参量被延伸到每个量测间隔.在测量时,条件概率密度函数利用贝叶斯理论来修正,由数字计算得到的它的最频值定为状态的最佳估值.为了保存计算函数的形式,后验条件概率密度函数用关于最频值的泰勒级数展开式来近似.目标拦截问题的数字结果表明,计算密度滤波器优于广义卡尔曼滤波器.然而,计算密度滤波器有负的距离偏差.近似方法分析证明,最大似然距离估值小于平均距离估值.     

航天器姿态机动的鲁棒自适应控制器设计

针对存在未知惯量矩阵和外干扰力矩的刚体航天器姿态机动问题,将自适应反步法与非线性阻尼算法结合起来,提出了一种鲁棒自适应控制器。所设计的控制器实现了对航天器惯量参数的估计,克服了外干扰力矩引起的不确定性,保证了闭环系统的所有状态是全局一致最终有界的,使得航天器姿态机动误差收敛到系统平衡点的一个较小邻域。最后在Matlabs Simulink环境下对航天器姿态机动系统进行了仿真研究,仿真结果表明了提出的控制算法处理航天器姿态机动问题的有效性和可行性。