演化硬件在时序数字电路自适应中的研究与实现

本文在讨论了EHW运行机制的基础上,详细论述了基于FPGA芯片和VHDL语言的EHW环境的设计和实现,特别是以能够进行在线进化的闭环结构方式,形成一个较为实用的EHW实验和应用环境的具体方法.在此环境上,可以进行多种演化策略和进化方式的研究,并实现了多种完全通过演化而自行设计、且可下载到控制器中进行实际运行的控制电路.该方式在实现机电一体化的演化硬件控制系统方面进行了成功的探索,具有一定的参考和实用价值.     

基于FPGA中CLB结构模型的内部进化及其容错

内部进化是研究在线可进化硬件的方法,可用于实现容错、自适应的航天器硬件系统.现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是目前实现数字电路进化的主要可编程逻辑器件.本文分析了FPGA的结构特点,对其基本组成单元可配置逻辑块(CLB,Configurable Logic Block)的结构进行了简化,提出一种可编程逻辑器件模型,设计了一种基于该模型的内部进化方法,并实现了一个内部进化系统.采用故障注入的方法对内部进化的容错特性进行了研究,讨论了可进化硬件实现容错的条件.     

异步并行的分布式协同进化MDO算法研究

为满足分布式计算机网络环境下多学科并行设计优化协调的要求，研究了分布工协同进化MDO算法的网络异步并行实现，给出了异步并行的分布式同进化MDO算法。对导弹设计的计算实例，与单机上顺序执行的分布式协同进行MDO算法相比，异步并行的分布式协同进化MDO算法可有效缩短运行时间，而二者的收敛性能相当。算法基于CORBA/C 实现，灵活性、容错性好，便于在飞行器一体化设计环境中应用。     

基于加权融合的复合制导方法研究

精确制导武器在近几次局部战争中显示了超常的作战能力.为了实现高精度制导,多种传感器的综合制导方式已在精确制导武器上广泛运用.如何充分发挥各种传感器的优势进行实时融合制导,是多传感器制导的技术难点.本文着重分析了目前各种制导方式、多传感器制导中存在的不足,讨论了基于先验和专家系统综合评估决策的多种制导方法的加权融合制导方法.给出了一种加权融合算法,该算法是基于某种导弹的仿真实时融合算法.该方法适用所有的制导方式,更适于多传感器融合复合精确制导武器,已在多种类型的地面跟踪测量设备上进行了验证,证实了该方法切实可行.在多种传感器和信息处理方法高度集成的未来,相信会得到更广泛的运用.     

数字电路硬件演化研究?

针对数字组合逻辑电路电路故障修复问题，采用遗传算法与可重构器件FPGA相结合的方法设计自演化硬件系统。利用 Xilinx公司 XUPV5-110T FPGA开发板作为硬件平台，搭建虚拟重构电路，并利用软核处理器实现算法。系统进化单元为虚拟重构电路，由遗传算法自动控制生成具体功能电路。实验通过全加器和4位奇偶校验器，验证了硬件电路的自演化。     

负荷分担方式双机系统的容错设计

本文提出了以负荷分担方式组成微计算机双机容错系统的设想,讨论了这种双机容错系统的特点,结构设计和软件设计的方法.这种双机系统具有处理能力强,可以采用多种双机信息交换方式,多种故障测试、故障诊断方法和可靠性高等多方面的优点.用两台RECZ-80单板机构成的系统进行了初步的原理性试验,结果表明,这是一种容易实现的、较好的双机结构形式.     

国外木星系环绕飞行任务规划研究

调研了国外3项典型的木星系环绕任务(伽利略号、朱诺号和木星冰卫星探测器(JUICE)),归纳总结了行星借力飞行、利用天体摄动演化轨道、高精度导航、限制近木点高度以及利用飞越实现任务拓展等任务规划方法。最后,提出了我国木星系环绕探测任务规划的初步设想,即以木星和木卫二为主要探测目标,采用金星-地球-地球的地木转移借力序列,以及基于木卫二、木卫三和木卫四借力方式开展木星系探测任务规划,实现飞掠、环绕和穿透多种方式的木星系探测任务。     

"预先"进化遗传算法研究

遗传算法在对单目标函数的静态寻优中表现出了良好的收敛性和鲁棒性。但是在优化目标动态变化,要求很快给出优化结果时,由于遗传算法运行时间较长,就难以实现。本文提出的“预先进化遗传算法”,就是为了使遗传算法具有动态性能,能够适应优化目标的动态变化,提高寻优的实时性。算法主要思路是借助于并行计算技术、在确定优化目标(决策)过程中就对可能的多个优化目标函数的优良个体进行培养。一旦优化目标确定,在预先培养的优良个体的基础上可以快速寻优。这样就使遗传算法能够适用于优化目标可变的动态环境。文中描述了“预先”进化遗传算法的实现算法,并证明了算法的有效性。最后对算法进行了验证。通过实例可以看出,采用传统遗传算法,单目标函数优化一般要迭代300次,才能够得到较理想的优化结果。而“预先”进化遗传算法经过150次左右的多个目标同时预先进化后,对具体目标的进化只需要50次左右就收敛到较理想的数值。由于预先进化是与决策具体的优化目标同时进行,因此可以实现优化目标确定后的快速寻优。     

单通道DRFM的数字多普勒产生技术

根据脉冲多普勒雷达信号处理的相参性要求,提出以相位控制为基础的多普勒干扰信号产生方法.针对单通道采样结构的数字射频存储器,给出利用希尔伯特变换产生多普勒信号的数字算法.在Matlab中对多普勒干扰效果进行了仿真,对其FPGA实现方式进行了优化设计,结果表明了该算法的有效性和可实现性,最后对利用数字射频存储器实施多种多普勒干扰进行了研究.     

空间电子产品辐照被动防护技术

空间环境中充满了大量的高能带电粒子,导致多种辐射效应,包括单粒子效应和总剂量效应等,严重影响航天器的可靠服役.针对空间辐射环境的特点及防护需求,对高能粒子的屏蔽防护方法进行探讨.介绍了空间辐射环境被动防护材料,包括金属材料、碳氢材料和多层材料,并对空间辐射环境被动防护技术发展进行展望.防辐射涂层由含有低原子序数(Z)元素的粘结剂和高Z元素及低Z元素填料组成,利用低Z材料和高Z材料的防护互补,可以实现良好的屏蔽效果.     

基于遗传算法的全球导航星座重构研究

全球卫星导航系统在部分卫星失效的情况下会引起地面导航性能下降甚至造成导航服务中断,但卫星数量众多的全球导航星座本身具有一定冗余性,在少数卫星失效时可以通过调整剩余工作卫星的轨道来降低失效影响。这种星座重构的维护方式具有快速响应故障和故障针对性强的特点。在星座重构中涉及到选取调整卫星及其轨道参数的问题。分析了用遗传算法实现星座重构方案优化的编码、适应度选取和进化过程,利用C 结合STK和GALIB完成了对24MEO 4GEO构成的全球导航星座在3颗以下MEO卫星失效时的星座重构方案优化,并对多种星座重构的轨道机动方案进行了对比。     

软硬件协同仿真在图像滤波器演化设计中的应用

针对传统图像滤波器设计方法存在的局限性,将演化硬件引入图像滤波器设计中,提出软硬件协同仿真的演化思想,并设计了基于System Generator的图像滤波器演化系统。通过图像滤波器演化实验验证了演化系统的有效性,实验结果及分析表明,最优演化滤波器在性能和实现代价方面均优于传统滤波器。与现有的图像滤波器演化方法相比,软硬件协同仿真的演化方法具有实现简单、运算能力强、功能灵活等优点。该系统的演化算法可综合成硬件,为后续实现在线自适应滤波奠定了基础。     

常用卫星通信信号数字调制方式的自动识别

针对常用的卫星通信信号的调制方式识别问题,提出了一种新的自动识别算法.该算法基于统计特性分类原理,通过建立一组统计特征参数,在无需先验信息的条件下,实现对信号调制方式的自动识别.对实际采集数据进行了实验验证,结果表明该算法在低信噪比环境下仍有较高的识别率,简单易用,具有较强的工程可行性和良好的扩展性.     

多飞行器协调航迹规划方法

针对多飞行器的协调航迹规划展开研究，提出了一种基于协同进化的多飞行器协调航迹规划算法。在该算法中，不同飞行器的潜在航迹形成它们自己的子种群，并在于种群内部进化。不同飞行器间的协调关系由航迹的评价函数来实现。同时，通过使用特定的染色体表示方法和进化算子，该算法可以有效利用各种环境信息，处理各种航迹约束，并实时地生成三维航迹。     

空间碎片环境的长期演化建模方法

针对空间碎片环境的长期演化问题，从宏观和微观两个方面，分别构建了碎片环境的整体演化模型和数值演化计算模型，并在此基础上研究了不同条件下碎片环境的长期演化分布特点，分析了碎片环境的稳定性和主要影响因素。低地球轨道碎片环境在未来200年内的演化结果表明，空间目标的相互碰撞解体，是空间碎片不断增加的主要因素；即使停止一切航天发射活动，空间碎片的数量仍在不断增加，表明低地球轨道空间碎片规模已经超越稳定临界点；进一步的发射活动会增强空间碎片环境演化的不稳定性，加剧“碰撞-目标解体-碰撞”反馈连锁碰撞效应。     

埋头焊接方法及其应力变化

针对普通焊接方式形成焊点的多种缺点,提出了针对通孔插装元器件的埋头焊接概念及各种实现方案,并对各种焊接方案进行分析对比。最后通过有限元分析软件对一种相对较优方案进行了应力变化分析,为埋头焊接的具体应用提供了实现方式参考和理论数据支持。     

“动中通”技术现状及发展趋势

一、引言 由于卫星通信具有不受时间、地点、环境等多种因素的限制,开通时间短、传输距离远、通信容量较大、网络部署快、组网方式灵活、便于实现多址联接、通信成本与通信距离无关等诸多优点,可以实现图像、话音和数据的实时双向传输,因此卫星通信已成为应急通信的重要通信手段,也是目前最富生命力的通信方式。     

一种高效的双诱饵质心干扰方法研究

随着现代导弹技术的发展,末制导方式已趋于多样化,这对传统质心干扰方法提出了严峻的挑战.针对这一问题,在分析新型反舰导弹的制导方式及其特点的基础上,阐述了传统质心干扰方式存在的缺陷,提出了一种能够有效地对多种制导方式进行干扰的双诱饵质心干扰方案.对此方案进行了分析,建立了其干扰空域和时域效能的数学模型,并对干扰效果进行了仿真和评估.     

核反应堆空间应用研究

对美国、俄罗斯等国家的核反应堆空间应用进行了研究。其中包括:美国最早研究的SNAP-8系列,可提供多种组合输出的SP-100布雷顿能量系统,应用于火星表面的核反应堆MSR系统等;俄罗斯和日本在月球表面或火星表面应用的核反应堆。重点对空间核反应堆的堆型、堆芯冷却方式、热电转换方式、废热排放方式、辐射屏蔽模式等进行比对分析。结合月球基地能源系统的应用背景,对实现核反应堆空间应用需要解决的关键技术进行了分析,如发射安全技术、无人自主管理技术、空间低重力环境适应性及辐射防护技术等,可为我国未来空间探测任务的能源系统研究提供借鉴和参考。     

一种新型混合网络演化模型

提出了一种新的局域网络混合演化模型,该模型中新结点与网络中已有结点的连接数成对数增长,并且在连接方式上区别于BA网络中的优先连接,采用优先连接与随机连接相结合的连接方式,即以概率l-p随机连接,以概率p依照BA网络进行优先连接.对新闻模型进行仿真和理论分析,发现新型混合网络具备局域网络的更多特性,更加接近现实网络.