灰色系统研究进展（2004--2014）

从灰数及其运算、灰色序列算子与灰色预测模型、灰色关联分析与灰色聚类评估模型、灰色决策模型、灰色组合模型和灰色控制几个方面介绍了灰色系统理论2004—2014年的研究进展及部分应用成果。梳理了基于"核"和灰度的灰数运算法则、一般灰数的概念、灰度合成公理及缓冲算子的一般形式,总结了4种GM(1,1)基本模型,即均值GM(1,1)模型(EGM)、离散GM(1,1)模型(DGM)、均值差分GM(1,1)模型(EDGM)、原始差分GM(1,1)模型(ODGM),及其适用的序列类型。介绍了灰色相似关联度、灰色接近关联度、三维灰色绝对关联度,以及基于中心点和端点混合三角白化权函数的灰色聚类评估模型、多目标加权智能灰靶决策模型、两阶段综合测度决策模型、灰色博弈模型、灰色投入产出模型,并且阐述了分布型、中立型和中立-分布型灰色随机时滞系统的指数鲁棒稳定性等新概念、新模型、新方法。同时提出了有待进一步研究解决的问题。     

基于任务段的航空发动机载荷谱聚类方法

针对航空发动机飞行任务剖面分类问题,对发动机31个飞行任务剖面进行了聚类分析。选取飞行高度和飞行马赫数作为划分飞行任务剖面的参数, 依据其对应的飞行任务段均值生成聚类散点图,将剖面类型划分为5大类。结果表明:低空低速剖面在无量纲飞行高度为0~0.2、飞行马赫数为0.4~0.6区间,均值最低;高空高速剖面在无量纲飞行高度为1.2~2.2、飞行马赫数为1.0~1.8区间,均值最高;飞行任务剖面在无量纲飞行高度为0.2~1.2、飞行马赫数为0.6~1.0区间内最为集中;针对散点密集区域,可依据剖面特征进一步划分剖面类型;不同剖面间,飞行高度与飞行马赫数差异性强,利于剖面划分,而法向过载与转速差异性小,不利于剖面的划分。所提出的方法可以快速有效的对航空发动机飞行任务剖面进行聚类分析。      

时变拓扑卫星集群分布式自主相对导航方法

针对时变拓扑卫星集群的相对导航需求,提出了基于图论的时变拓扑分布式一致性无迹卡尔曼滤波算法。首先给出了固定拓扑卫星集群的相对运动方程、测角测距测量模型和无迹卡尔曼滤波算法,然后考虑测角失效时相对导航系统不可观或弱可观的问题,结合矢量环一致性约束,构造了一致性无迹卡尔曼滤波算法,以提高系统的可观度;在此基础上,针对时变拓扑卫星集群,以滤波精度为优化指标,在图论的基础上利用Dijkstra算法对卫星集群的时变拓扑结构进行重构,并将重构后的拓扑结构应用于卫星集群相对导航。仿真结果表明所提算法能有效改善不完备测量带来的模糊轨道问题,并且能够实现实时的拓扑重构,以满足时变拓扑星群的相对导航精度要求。     

基于实时可达域的高速飞行器分组队形优化

无动力高速飞行器作为欠驱动系统,在进行编队飞行队形优化时需系统地考虑其控制特点。借助“实时可达域”这一概念,在分析高速飞行器实际可到达区域的基础上,考虑集群成员数量变化以及实际集群包含多个任务小组的情况,提出一种适用于高速飞行器集群的分组动态队形优化方法。仿真结果表明提出的队形优化方法可对队形形状和参数进行一体化优化,可灵活适应多种飞行任务,同时也适用于集群成员数量发生变化的队形重构问题,具有重要应用价值。     

航天器集群控制与规划算法仿真验证平台设计

航天器集群作为一种新兴的多航天器协同模式,已经成为分布式空间系统的一个重要研究课题。很多关于航天器集群的关键技术需要在地面进行仿真、分析和验证。针对上述需求,设计了一种仿真验证平台,在地面实现了对航天器智能集群导航、规划与控制算法的全物理分析和验证。首先,给出了仿真验证平台的几种位姿识别方案,重点分析了一种基于单目相机的全局位姿识别技术,提出了一种基于气浮技术的航天器集群控制与规划算法仿真验证平台的总体设计方案,并定义了集群的运动场行为函数,设计了基于滑模控制的路径规划算法。最后,通过仿真验证了本方法的可行性和有效性。     

基于变质心控制导弹的运动分析

导弹变质心机动控制通过改变弹头的质心,利用气动配平力矩改变弹头飞行姿态和攻角,从而实现导弹机动控制.本文首次详细推导了基于变质心控制导弹的空间六自由度的动力学方程,并建立了一套完整的仿真系统,针对导弹在垂直平面内运动情况进行仿真,为深入探讨变质心控制弹头的控制机理奠定基础.     

反导防空导弹拦截效能的研究

反导防空导弹是现代防空体系的关键组成部分,并发挥着越来越重要的作用,因而其拦截效能成为系统所追求的最终目标。在本文中,考虑到武器效能结构的定义,并针对反导防空导弹的实际作战需求及特点,从拦截决策分析、导引律最优化和弹头损毁能力三个方面对反导防空导弹的拦截效能进行了分析、研究。     

远程弹头机动突防方案初步研究

提出了战略弹头机动突防的思想，研究了弹头轴向及法向机动时拦截弹进行成功拦截所需过载的计算方法，通过算例说明了弹头法向机动方案能够大大提高弹头的突防性能，并指出采用这种方案后，通过导航制导控制规律的设计还有可能提高弹头的落点精度。     

面元法求解的一种新尝试

如何提高面元法的求解效率是面元法应用研究的一个重要课题。本文利用面元法积分核的变量分离技术及网格组合的网片串技术,对飞机气动力计算方面应用颇广的求解技术做了一定的改进,提出了一种面元法的快速算法,从在DEC7620机上运行的一个实例来看,其结果是令人满意的。     

铜团簇 (Cu)(n =2~7)的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)和6-31++G(d)基组水平上对铜团簇(Cu)n(n=2~7)进行了研究,计算得到了铜团簇的各种稳定构型、总能量、团簇束缚能,以及n=4时铜团簇的红外振动光谱。通过能量最小化原理,确定了各尺寸铜团簇的最稳定构型,并利用二阶差分和分裂能理论,讨论了6种最稳定结构的生长规律,结果表明,n=4时的团簇结构最为稳定,具有明显的幻数特征,n=5时的团簇结构出现区域不稳定的特性。