蒙特卡洛方法在降落伞-返回舱系统中的应用

文章简要介绍了蒙特卡洛方法的起源和基本思想,随机数和随机抽样的产生方法,同时,基于蒙特卡洛方法的基本思想提出了用数值方法计算飞船返回舱着陆姿态参数的初步设想。对于此问题的研究,将有助于节约试验经费,分析返回舱缓冲结构的设计合理性及可靠性。     

蒙特卡洛方法在降落伞-返回舱系统中的应用

文章简要介绍了蒙特卡洛方法的起源和基本思想，随机数和随机抽样的产生方法，同时，基于蒙特卡洛方法的基本思想提出了用数值方法计算飞船返回舱着陆姿态参数的初步设想。对于此问题的研究，将有助于节约试验经费，分析返回舱缓冲结构的设计合理性及可靠性。     

雷达极化检测器性能对比分析

该文在建立极化雷达杂波和目标回波模型基础上,采用蒙特卡洛仿真方法,对比分析了最佳极化检测器(OPD)、极化白化滤波器(PWF)、最佳张成检测器(OSD)、极化匹配滤波器(PMF)、功率最大综合检测器(PMSD)和单通道检测器(SCD)的理想检测性能,同时,结合各极化检测器的检验统计量,分析了各自的实现难易度.分析结果表明,PWF、OSD和PMSD理想检测性能较好,且较易实现.考虑到工程应用中,PWF、OSD需要杂波协方差先验信息,基于杂波协方差及其关键参数估计,文章进一步对比分析了PWF、OSD和PMSD的自适应检测性能.结果表明,当观测次数大于64时,PWF自适应检测性能最好.     

星载光学系统中杂光概率模拟的可靠性验证

通过分析蒙特卡洛法概率模拟星载光学系统杂光的计算过程、伪随机数的产生方法、概率模型检验、辐射传递系数的检验,从各个子过程分析计算步骤的可靠性和可信度,并针对某一空间光学系统的太阳光杂光计算,检验了蒙特卡洛法的稳定性。通过分析与比较,验证了反射概率模型、辐射传递计算方法及软件的可靠性、稳定性。     

新的统计线性化法

本文给求解非线性随机微分方程组提出一种新方法,对五例所作的验证表明,其相对误差≤10％,比现有的四种线性化法与一种近似法的精度提高一倍以上。该法同协方差分析法组成新的线性化协方差分析法,能用于有多维随机输入与多种非线性的时变系统;并使协方差分析描述函数法-CADET的精度在所述情况下提高一倍以上,且能消除其可能的极大误差。 分析了用马氏过程论与高阶矩传播-HMP法所得的两种精确解,以及用模拟法与蒙特卡罗法所得的两种试验值,从五例所得结论(40)式与传统见解(39)式不同。依此提出将精确解与试验值折算为线性解,并得五例折合系数(表3),结果表明新法效果更好(表4)。 新法精度已由五例表明比五种老法高,可用于物理、工程与经济等的系统分析。     

小批量生产的标准化多元T^2控制图

利用多元统计分析和概率积分变换法研究了小批量生产的标准化多元T^2控制图，建立了样本容量n〉p和1≤n≤p（p为维数）的标准化多元T^2控制图，并通过蒙特卡洛（Monte Carlo）统计模拟方法验证了样本容量n〉p的标准化多元T^2控制图的有效性。     

一种自适应协方差矩阵旋转变换卡尔曼滤波算法及其应用

在被动方式下对目标进行跟踪 ,由于系统的可观性较弱 ,很容易引起状态误差协方差矩阵的过早跳变而导致系统发散。为此 ,本文研究了一种新的卡尔曼滤波算法 -自适应协方差矩阵旋转变换卡尔曼滤波算法 ,并将其应用于水面目标被动跟踪。由于该算法的协方差更新采用状态滤波值计算雅可比矩阵 ,因而具有更好的一致性。仿真结果表明 ,该算法可以克服观测模型线性化误差带来的不良影响 ,改善由于观测噪声的统计特性不能精确已知而导致的滤波不稳定问题 ,具有良好的鲁棒性、快速性和精确性。     

多星与上面级非对称分离技术研究

对多星与上面级非对称分离技术进行了研究。针对上面级多星非对称分离存在较大偏心的特点,通过优化调整,使用不同大小弹簧力的匹配抵消上面级转动的影响,减小了因卫星相对上面级偏心布置导致的分离力对卫星和上面级姿态的干扰。根据总体偏差量的概率模型,用蒙特卡洛仿真法统计出卫星姿态角和角速度的概率分布规律。     

防空导弹对机动目标杀伤效果分析

为了分析目标机动对寻的式防空导弹杀伤概率的影响,设计了基于蒙特卡洛试验方法的仿真试验系统。分别建立了基于典型作战飞机和巡航导弹的机动目标仿真模型,建立了基于某型寻的式防空导弹的仿真模型。通过对机动目标进行大量的统计仿真,获得了防空导弹拦截机动目标的全空域杀伤概率。对仿真结果的分析表明,机动目标的航路捷径、机动方式、机动时机是影响寻的式防空导弹拦截效果的主要因素。本文的研究成果可以作为武器系统作战效能评估和战术使用研究的理论依据。     

估算测量不确定度的最大熵法和协方差矩阵法

本文评述了测量不确定度估算方法的研究动向和新进展，提出并论述了估算测量不确定度的两种新方法一最大熵法和协方差矩阵法．最大熵法能够对未知的误差概率分布做出主观偏见最小的最佳估计。协方差矩阵法，评定不确定度的模型通用性好，应用范围广，误差概率分布可以是未知的，采用矩阵运算，算法简洁，适用于计算机快速处理测量数据。     

用于导弹系统性能统计分析的统计线性化伴随法

本文在研究ＳＬＡＭ方法基础上，进行了理论推导和计算方法方面的改进，并将此方法应用于导弹系统性能的统计分析，计算机仿真结果表明该方法与采用ＣＡＤＥＴ方法的结果完全一致。     

导弹精度鉴定中应用统计试验法的几个问题

本文从分析战略导弹飞行试验发数问题入手,说明了验前信息的重要性,而统计试验法是一种提供验前信息的重要技术途径。本文回顾了苏联和美国在这方面的研究功态;介绍了统计试验法;并对在战略远程导弹精度鉴定中应用统计试验法的几个问题,展开了较深入的讨论;最后建议在未来的战略远程导弹精度鉴定中采用该项技术途径。     

运载火箭推力故障不确定性下轨迹可达包络分析

针对运载火箭突发推力故障且故障存在不确定性的轨迹设计问题,提出了一种基于状态转移张量法(STT)的故障火箭轨迹可达包络分析方法。首先,建立了推力故障火箭的运动模型,通过构建故障火箭轨迹重规划问题,基于序列二次规划法获得了不考虑故障不确定性的重规划轨迹; 其次,基于线性协方差对非线性系统的不确定性传播进行建模,并对模型进行线性化,在此基础上提出了基于SST的运载火箭轨迹可达包络分析方法; 最后,通过与多次蒙特卡洛仿真对比验证所提方法在运载火箭轨迹可达包络定量分析中的有效性。     

航天器轨道机动的闭环控制精度分析

利用线性协方差分析法对航天器在闭环控制作用下轨道机动的精度问题进行了研究。首先,分析了存在的主要误差,给出了误差影响下航天器轨道机动闭环控制的系统框图。然后建立了开环和闭环控制系统协方差分析的数学模型,并根据轨道方程线性化给出了脉冲速度修正算法。对赤道大椭圆轨道卫星开环和闭环控制下轨道机动的精度问题进行了分析,与Monte Carlo仿真结果与一致,校验了方法的有效性与正确性。     

Estimation of debris dispersion due to a space vehicle breakup during reentry

This paper studies the problem of the estimation of the extent of the airspace containing falling debris due to a space vehicle breakup. A precise propagation of debris to the ground is not practical for many reasons. There is insufficient knowledge of the initial state vector, ambient wind conditions, and the key parameters including the ballistic coefficients. In addition, propagation of all debris pieces to the ground would require extensive computer time. In this paper, a covariance propagation method is introduced for the estimation of debris dispersion due to a space vehicle breakup. The falling debris is simulated, and the data are analyzed to derive the probability of debris evolution in different altitude layers over time. The concept of positional probability ellipsoids is employed for the visualization of the results. Through a case study, it is shown that while the results of the covariance propagation method are in close agreement with those of the Monte Carlo method, the covariance propagation method is much more computationally efficient than the Monte Carlo method.     

基于统计参数分析和RBF网络的动调陀螺故障诊断方法

针对动调陀螺故障振动信号的特点,提出了一种基于振动统计参数分析和神经网络的动调陀螺故障诊断方法.该方法通过计算原始振动信号的一组统计参数作为表征故障的特征信息,以此作为RBF神经网络的输入参数来学习并识别陀螺故障.实验结果表明,采用对统计参数的计算能够简单、有效地提取陀螺故障特征信息;运用神经网络进行故障诊断建模,使诊断具有自适应、自学习的能力,诊断结果更加可靠.     

高超声速条件下星光传输模拟方法与仿真

以高超声速飞行器为研究对象,建立了高速流场下的星光传输模拟仿真方法,定性、定量地研究平台气动光学效应对星光导航的影响。采用基于k-ω/SST两方程湍流模型的雷诺平均法计算星敏感器安装在飞行器不同位置处（头部、中部和尾部）的外流场密度分布,进而得到流场的空间折射率分布。在此基础上,利用几何光学法计算星光由高速层流流场引起的光程差、点扩散函数、像偏移等光学传输效应,得出经过层流流场的星光降晰图。同时运用统计光学理论计算高速湍流流场引起的星光出瞳面的波像差、密度均方差、相位均方差、Strehl比等光学传输效应,得出经过湍流流场的星光降晰图。仿真结果与理论分析吻合,从而为研究星光在高超声速流场中传输的机理提供了可靠的技术手段。     

仅测角导航的自主交会闭环控制偏差分析

基于仅测角的相对导航技术是降低航天器相对导航系统复杂性和成本的有效手段。在仅测角相对导航模式下,对自主交会闭环控制过程的状态偏差进行了分析和仿真。基于相对动力学方程,建立了以仅测角为测量参数的非合作式相对导航模型。采用脉冲闭环控制方式,对追踪器在仅测角导航条件下的相对导航协方差及相对运动轨迹控制协方差进行了分析。最后,采用数值仿真手段,对自主交会闭环控制过程的导航和轨迹控制协方差特性进行了分析,并通过100次Monte Carlo打靶仿真验证了轨迹控制协方差分析的正确性。     

对偶变数抽样方法应用研究

为了在战略远程导弹制导精度仿真中运用统计试验法,本文推荐了一种随机变量的对偶变数抽样方法。介绍了减少试验方差的意义以及在计算机上具体实施计算的步骤。文中以模拟打靶的计算实例说明了该方法简便,能大大减少模拟试验次数。     

基于数字图像相关法的复合材料结构失效分析

针对纤维增强复合材料失效机理复杂的问题,采用数字图像相关法对拉伸试验中的复合材料表面位移进行数字化处理,建立了基于Hashin改进准则的结构模型,对比试验和仿真结果,分析试件的失效过程和机理。运用蒙特卡洛方法和有限元法,讨论并分析影响结果精度的因素。结果表明,数字图像相关法能够用于观察和分析复合材料结构的失效过程;基于Hashin改进准则的仿真模型与试验结果一致,可以作为进一步细观力学分析的基础;相对于其他结构参数,纵向拉伸强度对结果精度的影响更大。该结果可为复合材料可靠性分析提供理论参考。