参数优化方法在AUV组合导航系统PQR调参中的工程应用

为提高水下无人潜航器(AUV)的组合导航定位精度,需要对组合导航系统的参数进行调节,以保证组合导航系统获得较高的组合导航性能.针对AUV组合导航系统的P QR调参,借鉴多学科优化设计思想,首次提出了基于目标优化方法和传感器实采数据的P QR参数整定方法.首先,使用传统经验值开展了模拟AUV"水下潜航-水面GP S校准-水下潜航"工作方式的跑船试验和传感器数据采集.之后,基于传感器数据回放和组合导航过程的离线仿真,使用目标优化方法对组合导航系统的系统参数进行了优化求解.最后,使用P QR最优解分别开展了实航和离线仿真的对比验证.试验结果表明,目标优化方法能够应用于AUV组合导航系统的P QR调参,可以保证SINS/GP S/DVL组合导航系统的稳定性和较高的水下组合导航定位精度.使用该方法调参后,经实航验证和离线仿真对比,水下组合导航定位精度的CEP50指标分别降低至人工调参方式的44.0％和56.0％.该方法简单、有效,具有较高的工程应用价值.     

水下声呐探测系统信息支持下的直接攻潜作战仿真

在水下声呐系统目标指示条件下,进行直接鱼雷攻潜是1种创新型战法.针对直接空投鱼雷攻潜作战问题,将水声环境信息引入鱼雷目标识别过程,建立了更为逼真的模拟法效能评估模型.仿真分析了目标定位精度,投雷参数、鱼雷搜索参数等各关键因素对攻潜作战效果的影响,提出了在水下声呐基阵目标指示直接攻潜作战时,应重点关注的若干问题.     

一种基于天水线的红外舰船图像目标识别方法

针对海天背景下红外舰船目标的识别,提出了一种基于天水线的目标识别方法.利用被识别目标相对天水线的空间位置目标红外特征量和图像帧间信息识别目标,在强干扰环境下,利用该方法进行了仿真实验,得到了很好的效果.     

SPR在空袭目标综合识别与预测中的应用

在现代防空作战中,如何快速准确的对敌我(友)目标进行识别,并对目标属性及时预测至关重要.提出自组织模式识别方法,该方法的主要特点是在几个相似模式的合成中使用数据分组处理方法自动合成技术,应用于空袭目标的识别和预测.试验结果表明,该方法符合现代防空作战中目标识别的要求,具有一定的实用价值.     

基于遗传算法的一种高分辨率雷达目标识别方法

目标识别是防空信息处理中的一个重要环节,而对空中目标类型的识别还没有成熟的理论。通过对高分辨雷达回波信号的分析,在遗传算法的基础上,提出了一种高分辨雷达目标识别方法,由此进行目标识别。仿真实验结果表明,该方法具有高的识别率和强的抗干扰能力。     

水下目标定位ST系统的测量原理

根据ST系统测量设备空间布局的几何关系,推导出了该系统的观测方程,建立了水下目标运动轨迹测量的数学模型,并对模拟的目标运动轨迹进行了定位精度的仿真计算。     

面向机器人航天员的球形目标识别与定位方法研究

针对机器人航天员在典型目标识别与定位方面的问题,提出一种球形目标识别与定位方法,利用目标颜色特征和形状特征实现了目标识别,采用空间射影几何方法推导了单目视觉空间球定位公式,建立了硬件试验环境,在此环境下实现了基于彩色相机的单目视觉定位、双目立体视觉定位以及融合TOF相机和彩色相机的视觉定位方法。通过真实试验和仿真实验对这些方法进行了比较分析,得到了各自的适用条件,为工程应用中具体方法的选择提供了依据。     

合成孔径雷达回波模拟方法研究

合成孔径雷达回波模拟技术在SAR系统的研制、SAR图像处理等方面具有十分重要的作用.目前对于SAR回波模拟技术的研究还不够深入.针对该问题开展SAR回波模拟方法研究,通过对合成孔径雷达基本原理的分析及回波信号数学模型的推导,提出了一种较为通用的合成孔径雷达回波模拟方法,根据该方法采用Matlab进行了不同类型SAR回波模拟仿真试验.试验结果表明:该方法适用于单点目标、多点目标、面目标、分布目标及真实场景等多种类型的SAR回波信号仿真,对SAR系统设计及性能分析具有重要的参考意义.     

使用电场传感器阵列的水下运动目标检测与参数估计

研究了基于电场传感器阵列的水下运动目标检测与参数估计方法。在背景噪声为高斯白噪声和目标作匀速直线运动的假设下,利用电场传感器阵列获取的船舶水下准静态电场空时特征,通过广义似然比检测和随机搜索寻优算法,可实现对海水中运动船舶的目标检测和参数估计。仿真试验结果表明:在信噪比大于0 dB时能够取得较好的估计精度;在信噪比低至10 dB时仍能有效检测目标。     

三维模型在SAR图像自动目标识别中的应用

提高高分辨率SAR图像在复杂战场环境中的目标识别能力,对防御未来战争中来自地面目标的威胁具有重要意义。针对地面特定目标的大小、方位、旋转等变化以及强杂波背景给目标识别带来的严重影响,提出将目标的三维模型投影到二维平面,采用余弦傅里叶矩和瑞利分布的CFAR检测方法分别对其矩特征和峰值特征进行提取,利用级联组合分类器对目标识别进行建模分析,并通过试验验证该方法的有效性。结果表明:该方法实现了在特征维数高和姿态变化下的目标识别,而且无需额外增加对制导控制系统的开销。     

考虑电荷交换的三维离子发动机栅极粒子模拟

为了对离子发动机光学系统进行数值分析，开发了考虑电荷交换的三维离子发动机栅极粒子模拟程序。模拟程序采用单元内粒子（PIC）方法，光学系统为双栅极结构，推进剂采用氙，总加速电压为1600V，栅极间距为1mm，粒子之间的电荷交换碰撞模型采用蒙特卡洛方法。采用链式存储结构存储粒子信息，可以实现数组式存储方法所不能实现的功能。使用粒子模拟程序对离子发动机光学系统进行了粒子模拟，模拟得到了栅极间的电场分布和氙离子空间分布。模拟结果表明，在所取工作参数下氙离子全部通过了栅极孔，未撞击到栅极上，验证了参数的合理性。     

基于三级滤波的民用飞机组合导航融合算法研究

高精度导航系统是民用飞机必备的机载航电设备。针对民用飞机导航传感器冗余配置特点,设计了一种基于三级滤波的组合导航融合算法。首先根据民用飞机传感器配置特点设计三级滤波架构,然后通过第一级卡尔曼滤波器的局部估计、第二级联邦滤波器的全局估计和第三级全局滤波器的最优全局估计,最终实现导航参数的最优全局估计。最后,通过计算机仿真证明该方法具有很好的位置、速度和姿态估计精度,能够满足民用飞机导航系统的高精度测量要求。     

多点连续动态激光冲击强化残余应力场数值分析

为了提高激光冲击强化(LSP)数值模拟效率及计算精度,基于传统激光冲击仿真策略,提出了一种连续显式动态冲击仿真策略。使用显式动态分析完成多次冲击,再进行隐式静态分析得到稳定残余应力场;建立ABAQUS三维平板有限元模型,基于该策略研究了多次冲击后残余应力场的分布;Python后处理后,残余应力模拟值与测量值吻合较好。结果表明:当激光功率密度为1 GW/cm2时最大残余应力为-212.5 MPa,其测量均值为-216.7 MPa,误差为1.9%。激光功率密度从1 GW/cm2增加至4 GW/cm2,残余应力层深度由0.7 mm增加至1 mm。验证了该策略的准确性,在大幅度提高仿真效率的基础上有效地提高了模拟精度,为大型结构大面积激光冲击强化数值模拟提供了一种仿真思路。      

基于 Matlab的 GPS/SINS紧组合仿真实现

首先,对不同的GPS／SINS组合模式进行了分析;在此基础上针对基于伪距、伪距率的紧组合导航系统进行研究,建立了系统的状态方程和量测方程,并用Matlab进行了仿真实现。在系统的仿真实现中,由于很难获得全面真实的导航飞行轨迹数据,文章采用一种纯数学形式的解析方法来产生飞行轨迹数据,因而系统的仿真包括3部分：轨迹发生器、GPS仿真子系统、SINS仿真子系统。仿真结果表明,GPS／SINS紧组合导航系统能够有效地提高系统的导航精度,用纯数学形式的解析方法来产生飞行轨迹数据是可行的、有效的。     

海杂波视景仿真

雷达图像的生成在训练模拟器视景仿真研究中意义重大.在对海作战仿真中,海杂波仿真是对海雷达图像仿真研究的重点.文章在比较海杂波概率分布模型的基础上,探讨了复合K分布实现方法,并应用Vega和Creator等软件实现海杂波视景仿真,生成了由海杂波形成的雷达图像,取得了较好效果,具有一定的借鉴意义.     

小能量点火脉冲爆震发动机工作过程数值模拟

为完善脉冲爆震发动机数值模拟模型,采用有限速率化学反应模型,通过二阶迎风格式差分逼近二维欧拉方程,模拟以煤油和氧气为可爆混合物的小能量点火触发爆震的脉冲爆震发动机工作过程。采用CFD软件中spark ignition模型模拟实验中电火花塞点火,实现了50mJ小能量点火触发爆震。数值模拟结果和试验结果吻合,说明所采用的计...     

战术飞行实时轨迹优化系统设计

介绍了在所开发的“战术飞行轨迹优化系统”中采用的轨迹优化方法－启发式搜索算法的改进方案。为了加快搜索速度，建立了专家系统，介绍了专家系统的规则。为了验证方法的有效性，建立了基于局域网的地面实时仿真系统，详细介绍了专家系统的设计。仿真计算结果表明，所开发的飞行轨迹优化系统是可行的。     

船舶直流电推系统选择特性的短路故障模拟

近年来船舶直流推进系统应用越来越多,为保障推进系统的可靠性,市场上普遍采用基于快速熔断器的方案,但是如何进行准确的短路计算、预测短路现象并基于此进行快速熔断器的选型,一直是业界不断被讨论与研究的热点。本文针对该问题,对船舶直流电推系统发生短路时的主要短路源、线路状况及关键器件进行分析,采用基于设备参数的选择性保护分析与建模方法,对船舶直流电推系统选择性进行短路故障模拟。针对某一工程船舶应用,搭建与实际系统对应的仿真模型,对比仿真结果及短路试验结果,可以看出熔断器熔断时间,电压变化趋势及电压跌落情况都基本一致,仿真结果能有效的预测实际的短路结果及现象。本文提供了一种工程上可应用的仿真建模方法,能较准确的预测熔断器的动作情况,在系统设计阶段为快速熔断器的选择、系统的配置提供有力的支撑。     

基于最短路径和负载动态的改进路由策略

随着计算机通讯技术的发展和网络的普及,信息资源日益膨胀,随时导致网络拥塞的发生,甚至造成网络崩溃。为了对网络拥塞进行控制,提出了基于最短路径和局部负载动态的改进路由策略。采用基于距离优先和度优先连接的复杂网络演化模型构建现实网络的模拟网络,并在此基础上再对所提出的改进路由策略进行仿真实验,仿真结果充分说明提出的改进路由策略在网络拥塞控制上效果更优。     

新型压电激励器作用力模拟技术研究

研究轻型结构、直升机旋翼结构和复合材料结构等的颤振飞行试验激励问题具有重要意义。提出以弯矩模拟压电粗纤维复合材料(MFC)激励器的作用力,从而解决MFC仿真建模问题。首先借助机翼有限元模型,建立带有压电激励器的机翼结构动力学仿真模型;然后以压电激励器地面激励试验结果为基础,通过修正仿真模型中压电作用弯矩的大小,实现仿真试验结果与地面试验结果的拟合,最终得出非线性压电激励器作用力;最后通过另一组地面试验数据验证了该作用力的大小,并将该作用力模拟技术应用于不同试验中。本文的研究结果可为后续以该激励器作为激励作动器或控制作动器的试验提供有益参考。