水下智能航行体跟踪目标的自适应加权导引律设计

未来海战中,水下智能航行体对目标的精准攻击将越来越重要。因此,对产生关键影响的导引方法开展研究就显得极为重要。在智能航行体制导过程中,智能体对制导信息的估计受对抗、干扰等影响存在较大误差,导致单一导引律下UUV的制导精度较低。结合固定提前角、扩展比例导引律和自适应滑模导引律3种导引方式各自的优点,根据其所需制导目标信息种类的差异对估计的信息进行分类;然后采用模糊权系数计算方法得到各类信息的权系数,构成自适应加权导引律;并对各导引方式在目标未机动和目标机动的仿真环境下进行仿真对比。     

带侧滑角补偿的气垫船路径跟踪LOS导引算法

针对全垫升气垫船在未知侧漂力下的路径跟踪导引问题,本文提出一种带有时变大侧滑角补偿的自适应Line-of-sight(LOS)导引算法以提高导引精度。采用一种基于三次样条差值法的航路点路径生成算法生成一般曲线路径,设计了一种基于预测跟踪误差的时变大侧滑角估计器,通过引入侧滑角参数设计基于预测器的时变大侧滑角补偿自适应LOS导引算法,并通过级联系统稳定性理论和输入状态稳定性理论证明了导引系统中所有误差信号均具有有界性;以某全垫升气垫船为例,通过仿真实验验证了算法的有效性和优越性。     

比例导引导弹一体化制导控制系统设计

提出了在比例导引的战术导弹中设计一体化制导控制系统的新思想。依据比例导引的规范要求，以拦截点零跟踪误差为条件，给出了一种最小能量型一体化制导控制器。这种一体化的制导控制器将制导和控制有机地协调一致，克服了传统的比例导引系统的不足，大大提高了导弹的导引精度，仿真结果证明该设计方法是完全可行的。     

分体式飞行汽车全自主对接导引系统设计与验证

研究针对分体式飞行汽车全自主对接导引系统的流程架构、软硬件系统、核心算法以及验证.根据导引方式的过渡，采用远程、中程、近程多段融合导引.针对YOLOv4-tiny实际使用中的误检、漏检情况，使用点密度聚类和核相关滤波算法提供光顺的融合信息.提出修正因子方法以实现近程导引阶段AprilTag测量数据的融合修正，通过姿态补偿算法解决相机与无人机固连的相机姿态问题.引入暗光图像增强算法，将引入算法与视觉导引算法结合，以满足低照度环境下的对接导引需求.搭建仿真平台和工程应用平台，逐步对发展的流程、系统架构以及算法进行验证.试验结果表明，工程应用飞行平台可以导引安全、平稳且精准的降落任务，在圆锥形对接机构中的容许误差为6 cm、角度误差为5°.该结果证明提出的全自主对接导引技术精度良好且具有可靠性.     

三轴仿真转台误差建模与分析

基于多体系统运动理论建立三轴仿真转台系统的误差模型,研究了三轴转台有误差情况下的基本运动规律。针对仿真转台的结构和工作原理,详细的分析了影响转台设备的指向精度和中心位置精度的各项几何误差,并利用仿真的方法比较了这些误差项对转台定向和定位精度的影响效果。此方法也可为仿真实验的误差分配、误差补偿提供理论依据,以提高仿真试验整体精度。     

空空导弹中制导系统蒙特卡罗仿真研究

基于蒙特卡罗仿真技术，研究了导弹中制导方案的可行性，分析输入参数误差，初始不对准误差，惯性器件误差，目标机动，计算延迟等因素对导引头截获目标的影响。仿真结果表明，采用比例导引律和低精度的捷联惯导系统可保证中制导段结束时导引头可靠截获目标。     

海洋环境下欠驱动无人艇航迹跟踪控制算法

为提高风浪流等外界环境扰动下,欠驱动无人艇航迹跟踪控制的准确性和鲁棒性,研究真实海洋环境下一类欠驱动无人艇的航迹跟踪控制问题,提出了一种基于改进视线导引算法与自适应滑模航向控制算法级联形式的欠驱动无人艇航迹跟踪控制算法,并基于李雅普诺夫理论和级联系统理论证明了当所有控制目标实现时,航迹跟踪控制系统为一致全局渐近稳定的.与传统的视线导引算法相比,改进的导引算法通过引入自适应观测器能够实现对漂角的实时估计和补偿,同时时变前视距离的设计使得无人艇的操纵更加灵活.以"海鲟03号"无人艇操纵运动模型和辨识得到的参数为基础,在MATLAB/SIMULINK软件上进行了航迹跟踪对比仿真实验,仿真结果表明:相比传统LOS导引策略下的航迹跟踪算法,控制算法动态性能更高且稳态误差较小,验证了算法的有效性和先进性;利用"海鲟03号"无人艇对所提出的控制算法进行了海上试验,结果表明在航迹跟踪控制算法的作用下,无人艇能较为准确地跟踪预先设定的期望航迹,且在整个航迹跟踪过程中,航迹误差相对较小,验证了该算法在实际工程应用中的正确性和有效性.     

比例例引法在航天器交会中的应用

研究了航天器的比例导引交会制导规律。基于比例导引法的基本思想和交会时刻的约束条件，推导出脉冲式比例导引规律，这种导引规律较容易实现。仿真结果表明，具有较高的交会精度。     

比例导引法在航天器交会中的应用

研究了航天器的比例导引交会制导规律．基于比例导引法的基本思想和交会时刻的约束条件，推导出脉冲式比例导引规律，这种导引规律较容易实现．仿真结果表明，具有较高的支会精度．     

六光幕阵列光幕夹角参数对测量精度影响规律分析及仿真

为了确定六光幕阵列中的最佳光幕夹角参数以减小对测量精度的影响,研究了双"N"形六光幕阵列测量精度,建立了误差传播公式,仿真分析了光幕夹角参数对测量误差的影响规律.仿真结果表明:在一定的实弹试验仿真条件下,坐标测量误差dZY较小时,对应的最佳夹角参数范围为44.5°≥α≥45.5°,57°≥β≥60°;速度误差dV较小时对应的最佳夹角参数范围为36°≥α≥38°,54°≥β≥55°.     

高维小失效概率可靠性分析的序列重要抽样法

针对工程实际中大量存在的高维小失效概率问题,提出了基于子集模拟的序列重要抽样法。该方法首先利用子集模拟的基本思路,通过引入合理的中间失效事件将概率空间划分为一系列的子集,然后再依据重要抽样法的思想,逐步构造序列重要抽样函数来求得失效概率的估计。文中给出了序列重要抽样法求解高维小失效概率的基本步骤,并用算例验证了所提方法的效率和可行性。数值算例和工程算例的结果均表明,基于子集模拟的序列重要抽样法不依赖于极限状态方程的形式,且适用于非正态分布随机变量,其可靠性分析结果有很高的计算精度。     

镦粗成形工艺的类等势场分析法

以镦粗成形工艺为例提出了一种新的适用于实时控制的快速模型构建方法。通过对镦粗件初始形状和终了形状电极的缩放,形成一个完整的静电场,并获得按照一定规律渐变的介于2个导体形状之间的等势线。根据其分布规律确定出坯料内部的流线和等势线以及坯料内部质点的流动情况,进行了相关场变量的分析计算,最后将计算结果与有限元法分析结果进行了比较,分析表明,该方法可行、计算结果可靠、计算过程快捷。     

SAR图像双Markov-EAR模型的纹理无监督分割

单视SAR图像保留了最大的分辨率和场景可观测的全部纹理信息,根据单视SAR图像的统计性质,在双M arkov模型的框架下,对低层M arkov随机场提出了指数自回归EAR纹理模型,并对纹理含噪情形下的高层M arkov随机场模型给出了一种参数估计方法及相应的无监督分割算法。实验结果表明,与以往的有监督GAR模型和不考虑纹理的模型相比,无监督的双M arkov-EAR模型能大量降低分割时的错分率。     

一种用于飞行器RCS计算的高效矩量法

提出一种适用于飞行器隐身性能计算的高效矩量法。基于矩量法,通过分析物体几何外形与物面感应电流之间的关系,总结了几何形状对其表面电流分布影响的一般规律,在此基础上,根据物体表面各面元位置之间的距离、曲率等相对关系,提取物面单元感应电流间强耦合的阻抗矩阵元素,组成稀疏矩阵,并利用该矩阵计算物体的电磁散射。该方法保持了与传统矩量法基本一致的计算精度,而计算时间明显减少。以金属机翼模型和典型隐身飞机外形为例,计算结果表明该方法准确和高效。     

基于非结构嵌套网格的旋翼前飞流场计算

发展了一种基于线性弹簧理论的非结构动态嵌套网格方法,通过求解非定常Eu ler方程模拟了旋翼的前飞流场。根据距离参数快速生成便于计算的两个重叠网格子域,利用运动区子域网格的转动来模拟旋翼的旋转运动,并对其运用线性弹簧动态网格技术来处理旋翼的挥舞和变距运动。发展了一种快速查找插值贡献单元的方法,无需建立Inverse网格,提高了计算效率和精度。使用高效双时间方法分区求解非定常Eu ler方程,两个子域的流场参数在重叠区进行耦合。计算了旋翼的两种前飞状态,所得结果与实验和文献结果都很吻合。     

主/被动雷达导引头信息融合方法研究

针对导弹制导系统的特点要求,研究了基于Kalman滤波的信息融合算法并将其应用于主/被动雷达多模导引头系统中。研究了基于标量加权的分布式融合算法和基于增广测量方程的集中式融合算法并进行了数字仿真。研究结果表明信息融合算法能够提高多模导引头的测量精度,使融合精度受单一传感器影响更小,同制导律的闭合仿真也表明信息融合技术提高了制导精度,减小了脱靶量;分布式融合算法更方便实现时间校准从而便利于多模复合制导使用。此外,所研究的融合算法计算量小,易于工程应用。     

基于信道辨识的自适应Turbo-OFDM系统性能研究

研究了信噪比对系统性能影响的规律,将信噪比分布分为高信噪比区、中信噪比区和低信噪比区3个区域。当部分平均信噪比分别取3个区域典型值时,引入迭代增益,判断典型信道状态对应的最佳迭代次数。将数据子信道对应的接收信噪比进行排序,计算部分平均信噪比,利用其进行聚类分析,对当前信道进行辨识,在不同的信道状态下,自适应选择迭代译码次数。仿真结果说明,在平坦慢衰落信道下,采用OFDM系统中基于信道辨识的自适应Turbo码译码算法,可以兼顾系统性能和译码速度,得到较低的平均误比特率和较高的平均译码速度。     

基于控制理论方法的跨声速弹性机翼反设计方法研究

结合飞行器在真实飞行条件下受到气动载荷结构发生弹性变形的问题,进行了基于控制理论的跨声速弹性机翼气动反设计方法研究。气动载荷及结构静弹性变形量由气动/结构方程的耦合求解得到。目标函数对设计变量的敏感性信息通过求解相应的共轭方程获得。大展弦比跨声速弹性机翼气动反设计算例结果表明发展的设计方法是成功的,计及静气动弹性变形影响的设计机翼压力分布能够收敛于目标机翼的压力分布。     

自适应机翼的控制系统设计及其试验研究

针对自适应机翼的特点和研制要求,研究了控制系统的设计与实现,较好地解决了飞行中机翼参数时变的问题,并使系统对控制律做了合理的约束,根据最优控制理论对具体方案进行了理论分析和物理试验。结果表明,采用具有辅助模型自适应控制理论的控制器能够有效、准确、快速地达到设计目标跟踪和设计状态回归两项重要指标,系统的鲁棒性、收敛性和稳定性都得到明显体现,且能很好地实现在线控制。     

偏转头导弹动力学及数学模型

针对采用偏转头控制方式的导弹,研究了其动力学特性和数学模型。综合考虑弹头和弹体的相互作用,定义了偏转头导弹的运动特征参数;采用无根系统多体动力学方法,建立了偏转头导弹多体耦合动力学模型;在保留弹体和弹头运动耦合项的情况下,得出适合控制系统设计和分析的偏转头导弹数学模型。理论分析与仿真结果表明,弹头和弹体的相互作用将会导致弹体产生与弹头偏转方向相反的运动,同时仿真结果也验证了数学模型的正确性。