空对空导弹的离轴发射

 随着航空电子系统、武器性能的不断提高,航空火控系统有了很大的发展,适应于各种武器的先进的火控系统不断涌现。例如IFFC原理、快速射击原理、导弹离轴发射原理、头盔瞄准具等。本文叙述了一种新的火力控制方法——空对空导弹的离轴发射。这一新的火控导弹发射技术和以往的发射技术相比,取消了对载机的限制,并预示导弹每个瞬时的最大离轴角,瞄准容易,提高了捕获目标的效率,增加了发射机会,在实战中很有意义。同时这种原理充分发挥了人的因素,有效地利用了导弹的攻击能力,为同时攻击多目标创造了条件,并具有全向攻击能力,使空战的格局发生了巨大的变化,是先进的火控系统发展的一个方向。     

基于非线性规划的空空导弹水平转弯轨迹优化

基于空空导弹的质点动力学方程建立了轨迹优化模型,并根据非线性规划优化算法的特点,对优化模型中的积分变量进行替换。采用一种改进的多重打靶法将轨迹优化问题转化为约束非线性规划问题,在此基础上采用广义乘子法和变尺度法求解满足各种约束条件的最优转弯轨迹。仿真结果表明,该轨迹优化方法实现了导弹在约束条件下的最短时间转弯,且所得结果符合运动学规律,对于离轴发射以及越肩发射的转弯问题具有一定意义。     

一种发射空空导弹的火控原理研究

 航空火力控制系统是作战飞机的核心组成部分,它直接影响到作战飞机的生存能力和攻击能力。一架品质优良的战斗机,不仅要有较好的飞行性能,更重要地是要配备高性能的武器装备及先进的电子火控系统。为满足先进火控系统的要求,本文提出一种有关空空导弹对目标实施全向攻击的离轴发射的火控原理。应用这一原理,并借助于平视显示器,能在空战中将每一瞬时导弹的最大攻击能力,准确、形象地显示给飞行员,使之根据显示出的信息,做少量机动来满足发射条件,命中目标。     

Frequency Diversity in Low-Angle Radar Tracking

Elevation angle errors due to sea-reflected multipath are evaluated theoretically for a radar operating in an off-boresight monopulse tracking mode. The computer simulation accounts only for specular reflection. Angle estimates at three frequencies are assumed to be available. It is shown that one can improve upon a simple average of the three indicated angles by unequally weighting them according to rank (lowest, middle, or highest). Some sample computations show that there is an optimum difference between the three frequencies.     

Angle estimation for two unresolved targets with monopulse radar

Most present-day radar systems use monopulse techniques to extract angular measurements of sunbeam accuracy. The familiar "monopulse ratio" is a very effective means to derive the angle of a single target within a radar beam. For the simultaneous estimation of the angles of two closely-spaced targets, a modification on the monopulse ratio was derived in (Blair and Pearce, 2001), while (Sinha et al., 2002) presented a maximum likelihood (ML) technique via numerical search. In this paper it is shown that the ML solution can in fact be found explicitly, and the numerical search of ((Sinha et al., 2002) is unnecessary. However, the ML solution requires the signal to noise ratio (SNR) for each target to be known, and hence we generalize it so it requires only the relative SNR. Several versions of expectation maximization (EM) joint angle estimators are also derived, these differing in the degree to which prior information on SNR and on beam pattern are assumed. The performances of the different direction-of-arrival (DOA) estimators for unresolved targets are studied via Monte Carlo, and it is found that most have similar performance: this is remarkable since the use of prior information (SNR, relative SNR, beam pattern) varies widely between them. There is, however, considerable performance variability as a function of the two targets' off-boresight angles. A simple combined technique that fuses the results from different approaches is thus proposed, and it performs well uniformly.     

Self-calibrating SSR monopulse receiver

An extension of the monopulse technique for estimating the target azimuth in a secondary surveillance radar (SSR) is considered. The idea is to associate in pairs monopulse measurements coming from the amplitude processor (AP) at the dwell time processing level. This allows the automatic compensation of the bias errors due to the misalignments in the receiver channels, thus eliminating the necessity for periodic system calibration. This dual-pulse technique also allows for the practical use of the dot product receiver as a modification of the AP receiver. This, in turn, implies that the variance of each dual-pulse estimate is uniformly maintained at the monopulse maximum-likelihood level over the whole off-boresight angle (OBA) range     

空空导弹大角度姿态反作用喷气控制

为研究具有大离轴角及越肩发射能力的先进空空导弹初始段敏捷转弯方法,研究了装有反作用喷气控制系统的空空导弹的大角度姿态过失速机动控制律。反作用喷气控制系统用来提供大角度敏捷转弯时大攻角飞行的控制力矩。利用时间尺度分离的方法将导弹的姿态动力学和运动学系统分别看作快子系统和慢子系统。用李亚普诺夫方法设计了慢子系统控制律,利用滑动模态方法设计了快子系统控制律,在该控制律作用下,导弹闭环系统不仅是稳定的而且其动态品质也可以得到保证。分析了控制系统的鲁棒性,结果表明所提控制方法能够有效消除空空导弹大角度姿态机动时转动惯量变化以及各种力矩干扰的影响。最后给出了一个实例来说明姿态控制在空空导弹敏捷转弯中的应用。     

二维气动问题中Kriging代理模型精度影响因素

以二维跨声速临界翼型的阻力特性为对象,探讨样本点数目、Kriging代理模型参数及其类型等对模型精度的影响.阻力系数采用计算流体力学（CFD）方法得到.模型精度的验证采用交叉验证方法,采用平均误差、最大误差和标准交叉验证残差来衡量Kriging代理模型的精度.研究结果表明:①Kriging代理模型预测气动阻力效果较好.②模型精度随样本点的增多而提高,剔除与样本点响应趋势不相符的“奇异点”后,模型精度显著提高,平均误差减小5%~38%,最大误差减小13%~77%.③核函数类型对模型精度的影响最大,相关参数次之,回归模型的影响最小.采用高斯相关函数、2阶多项式回归模型,以及合适的相关参数值时,Kriging代理模型的精度最高.      

非视距误差神经网络改正的超宽带定位模型研究

非视距环境是造成超宽带定位系统精度下降的主要原因。由于非视距环境的测距精度下降难以通过常规计算方法建立改正模型,提出了一种基于反向传播算法的神经网络改正的超宽带稳健定位模型。该方法通过反向传播神经网络的自适应学习方法建立了一种超宽带非视距误差改正的稳健定位模型,实现了在非视距环境下超宽带定位精度的提升。首先采集非视距环境下超宽带测距值,提取超宽带在非视距环境下的坐标序列,计算得到误差序列,然后通过反向传播神经网络建立误差改正模型预测得到标签的误差改正值,最后使用超宽带Kalman滤波定位模型进行超宽带定位,从而消除非视距环境对定位精度的影响。通过对比实验分析,本模型较多项式拟合模型超宽带测距精度提高46.8%,定位精度提高43.4%;较多面函数拟合模型超宽带测距精度提高28.2%,定位精度提高26.2%。实验结果表明,反向传播算法的神经网络对超宽带非视距定位模型的误差改正有很好的效果,对超宽带定位精度的改正效果显著。     

考虑杆臂效应与挠曲变形的全自动着舰技术

联合精确进近和着陆系统（JPALS）舰载组件旨在为最终进近阶段的舰载机提供自动着舰能力。针对由于舰船杆臂效应与挠曲变形的存在导致舰载机着舰定位精度下降的问题,开发了一种基于卫星引导的全自动着舰非线性化参数误差模型,结合舰船甲板运动及舰载机纵向飞行控制模型,评估舰船结构挠曲和姿态不确定性对着舰落点精度的影响。结果表明,杆臂效应与挠曲变形对着舰落点精度有显著影响,利用建立的误差模型以及飞行控制模型,能够将着舰落点精度有效控制在着舰标准之内。     

材料腐蚀预测数学模型的研究

分别用灰色 GM( 1,1 )模型、动态数据双向差分模型对腐蚀试验数据进行了拟合和预测。结果表明 :灰色 GM( 1,1 )模型对腐蚀数据有较好的拟合和预测精度,且对数据有较好的适应性;动态数据双向差分模型对波动不大的腐蚀数据有较好的拟合和预测精度,对波动较大的腐蚀数据其拟合和预测的误差较大。并将两种模型和大气腐蚀研究中常用的幂函数模型进行了比较。     

固定网格中基于边界描述的CAD模型快速分析方法

固定网格技术避免了沿结构边界繁琐的网格划分过程，在复杂几何结构分析时具有很大优势。建模精度和分析精度是采用固定网格进行结构分析的两大难题。文中针对固定网格分析中的建模精度问题，提出了一种由CAD模型至分析模型的快速转换方法，首先将CAD模型采用边界描述，然后通过射线交点法来区分固定网格中单元的属性，并借助四叉树/八叉树技术实现对边界网格的细分。最后采用加权B样条有限胞元法来保证CAD模型在固定网格中的分析精度。本文建立了一种由结构CAD模型至固定网格仿真分析的设计框架，数值算例表明了该方法的有效性。     

遗传寻优神经网络在平台温控系统建模中的应用

温度直接影响惯性仪表及惯性平台的使用精度,而高精度温控系统的设计依赖于准确的平台加温模型,针对平台系统中多种惯性仪表加温过程复杂度高,当前采用的阶跃响应辨识方法存在模型适应性差、精度不高等情况,且针对基于梯度下降的BP学习算法存在局部收敛的问题.采用基于遗传算法寻优的神经网络辨识的方法,对惯性仪表加温模型进行建模,试验验证通过遗传寻优后的BP神经网络学习算法,提高了网络的学习精度,进而提高了平台系统中惯性仪表加温过程数学模型的精度,模型适应性较高,为后续惯性仪表的加温控制方法的设计提供了必要的条件.     

一种改进的四旋翼飞行器建模方法

四旋翼飞行器的高精度动力学建模对于飞行控制性能的提升具有重要意义。传统的动力学模型是基于单个旋翼的力、力矩特性推导的，忽略了飞行器的整体动力学特征。考虑到四旋翼飞行器在机动情况下的整体动力学特点，对传统动力学模型进行了改进，在阻力模型中增加了角加速度相关项，在扭矩模型中增加了阻力相关项，在横滚与俯仰力矩模型中增加了切向力相关项，从而提高了模型的精度。通过四旋翼飞行器飞行试验对模型精度进行了验证，结果表明改进的动力学模型相较于传统模型具有更高的精度，对于飞行器的准确建模具有较好的参考意义。     

基于遗传算法的航空发动机机载模型支持向量机修正方法

航空发动机的实时模型与发动机的匹配精度直接影响着航空发动机故障诊断的精度.提出了基于自适应遗传算法的最小二乘支持向量回归机(AGA-LSSVR)方法对航空发动机机载实时模型进行修正,有效的提高了模型的匹配精度.分析了最小二乘支持向量机中的参数的选取对模型修正的影响,在参数的选取空间里采用自适应遗传算法搜索最优参数.最后,比较了Back propagation(BP)神经网络、支持向量回归机、AGA-LSSVR等方法在机载模型中的修正效果.结果表明:提出的AGA-LSSVR具有很好的修正精度,验证了修正模型的有效性.      

驾驶员建模精度分析方法的改进及应用

研究了驾驶员建模精度分析方法和提高建模精度的途径。基于驾驶员在环实时仿真结果,识别驾驶员描述函数,按加权最小二乘准则采用复形调优算法识别模型参数。结合两步识别过程,针对现有模型精度公式在最终模型检验上的缺陷,进一步完善了精度评价公式。根据公式提出了基于灵敏度分析的驾驶员模型参数调整方法。应用结果表明：所建立的公式和方法对提高驾驶员模型建模精度效果明显。     

双向比对高精度物理时间同步方法

提出一种面向未来卫星在轨应用的闭环物理高精度时间同步方法。比较了所提方法与其他时间同步方法的区别与优势，建立了远程系统时间同步基本模型与误差传递模型，基于双向测距和时间传递技术分析了高精度钟差获取原理，给出了时钟调整环路的时域频域参数依赖关系。完成了高精度时间同步地面试验系统构建，测试了开环非调钟状态下钟差测量精度误差、闭环调钟状态下时间同步准确度误差以及长时运行情况下的时间同步监测结果。测试结果表明，该方法能够实现优于1 ns量级的时间同步，为高精度时间同步技术研究提供了新的途径。     

基于支持向量机方法的发动机性能趋势预测

为了提高对航空发动机性能趋势预测的精度，提出利用支持向量机方法来预测表征发动机整体性能的参数一性能综合指数。建立了基于支持向量回归的一步及多步预测模型，利用该模型对性能正常衰退及性能异常发动机的综合指数分别进行预测，并与自回归(AR)模型的预测值进行比较。结果表明，基于支持向量机的预测模型比AR模型的预测精度更高，其四步预测精度由80．56％提高到88．51％。因此该模型尤其适合中、长期预测。     

航空活塞发动机大修成本的GM(1,1)优化预测模型

以某台Lycoming型航空活塞发动机2009年-2013年的大修费用为时间序列样本,对其进行准光滑检验和准指数规律检验,表明可以建立GM(1,1)模型。建立常规GM(1,1)模型,求得关联度、方差比、小误差概率等指标均为一级精度,但第7次预测的相对误差较大(5.22%)。为了得到较高预测精度,采用新陈代谢GM(1,1)优化模型,结果表明第7次预测的相对误差减小到0.18%,其余指标均保持一级精度。新陈代谢GM(1,1)模型适用于航空活塞发动机的大修成本预测。     

状态变量模型建立方法

为了克服小扰动方法精度不高、稳态终值响应法动态过程不一致以及传统拟合法的随着维数增加精度下降和拟合时间长等缺点,综合了3种算法（小扰动法、稳态终值响应法和传统拟合法）的优点,设计了基于变尺度法的混合求解方法建立了航空发动机状态变量线性模型。仿真结果表明：建立的航空发动机状态变量线性模型与非线性部件级模型在动态过程响应中吻合良好,而且具有较高的稳态精度,能够保证航空发动机最终稳定值的一致性。