箭载共形相控阵卫星数据链通信仿真研究

利用中继星作为通信中继,在运载火箭发射的全程中火箭与中继星都视线可见,不存在遮挡,可以实现对运载火箭的不间断测控。文章对运载火箭共形相控阵卫星数据链传输过程中的自由空间衰减、大气衰减、火焰衰减、极化衰减、天线指向误差损耗、雨衰等进行了分析,并对火箭飞行过程中,S波段箭载共形相控阵卫星数据链的安全裕度进行了仿真。     

基于STK的卫星入轨主动段仿真显示设计

在卫星入轨主动段过程中,接收存储弹道测量数据,剔除弹道数据中位置跳变数据和轨迹跳变数据,利用用户识别应用发展工具(STK)命令更新运载火箭位置,设置火箭模型动作,实现了弹道测量数据和火箭动作时序的可视化显示。在深入研究STK的基础上,设计了基于STK的卫星入轨主动段仿真显示应用程序,能够直观、逼真的反映卫星入轨主动段内运载火箭的飞行轨迹和一级分离、星箭分离等动作,对于主动段弹道数据分析和显示起到了很好的辅助作用。     

运载火箭天基遥测技术

针对我国天基测控技术的发展趋势,提出了基于S频段终端通过中继卫星进行运载火箭天基遥测,以某运载火箭发射GTO轨道任务为例,分别对天线跟踪特性和链路增益进行了分析计算,介绍了运载火箭天基遥测系统的组成,分析表明,在满足天线跟踪角和链路指标的条件下,可实现天基遥测;这些分析结论可为工程应用提供参考。     

新一代运载火箭一体化供电测控系统设计

新一代运载火箭测量系统承担获取射前和飞行过程中遥外测数据和实施火箭飞行安控的重要任务,在执行发射任务时,测量系统不仅要对火箭关键参数进行长时间的不间断监测,还要对测量系统地面测控设备进行状态监测,实现加注阶段前端“无人值守”。对地面测控系统人员保障及人员对设备的操控提出了很高要求。为此,本文提出了一体化供电测控系统,介绍了系统组成及技术革新,一体化测控系统经过了新一代运载火箭首飞考核,得到了充分的试验验证。     

相控阵天线方向图的建模与实时仿真方法

在雷达系统的优化设计的研究中,根据天线波束在扫描过程中增益、波束形状和副瓣电平等参量的特性及其变化规律,研究了相控阵雷达天线方向图的建模与实时仿真问题.为了提高相阵天线的性能,提出了一种相控阵天线方向图的实时仿真方法.并以矩形/圆形平面相控阵天线为例,采用辛格函数的变形组合给出了一种实用的相控阵天线方向图实时仿真模型....     

火箭飞行测控数据野值处理及其无迹Kalman滤波

为了提高火箭飞行测量数据处理的精度,提出一种用于非线性系统的、抗野值的、基于无迹变换的Kalman滤波算法的改进方法——抗野值的无迹卡尔曼滤波算法（UKF）,对火箭飞行测控系统中的目标进行位置及运行轨迹估计。该算法以少量的采样点表示随机变量的分布,通过非线性系统传播,实时地对滤波增益进行调整,将检测数据中的野值剔除。将算法应用于航天测控系统跟踪运载火箭系统中,通过Monte Carlo仿真,说明改进的方法能有效地消除野值对测控系统检测数据处理的影响,提高了滤波精度。     

星间链路天线指向建模与仿真分析

星间链路天线指向的分析在卫星通信中非常重要.为了深入研究天线指向特性从而改善星间链路以及轨道构型的设计,通过仿真方法实现了星间天线指向的建模与分析.在介绍天线参数基础上,分析了天线方向图和天线指向模型.根据卫星是否同轨道面或同轨道高度,区别描述了4种不同情况下的天线指向特性.基于HLA/RTI构建了卫星网络仿真环境,通过建立由MEO、LEO卫星和地面站构成的仿真场景,对MEO卫星间链路和LEo/地面站与MEO卫星间链路的天线指向特性进行仿真,得出轨内和轨间星间链路在天线指向特性方面的差异,并提出对星间链路设计的建议.     

超宽带系统等距线阵的方向图

给出了高斯脉冲波形的自相关函数和能谱密度函数等时域、频域基本特性,建立了超宽带系统的等距线阵接收模型．并以接收高斯脉冲为例,从信号能量的角度定义了天线阵列的峰值幅度方向图、峰值功率方向图和能量方向图。对等距线阵的各种方向图进行了仿真计算,结合仿真结果对各种方向图的角度分辨率进行了比较,各种方向图的公式定义和仿真结果都表明等距线阵的峰值功率方向图具有更好的角度分辨率,为阵列天线在超宽带系统中的应用研究奠定了基础。     

基于STK/Matlab的地面站选址与卫星可见性仿真分析

随着我国航天事业迅猛发展,在轨运行卫星数量急剧增加,有限的航天测控资源难以满足日益增长的测控需求。因此,基于网格球顶相控阵天线技术及现有地面测控站数学结构,提出了符合实际工程需求的半椭球面共形相控阵阵列地面测控站模型,通过STK/Matlab联合仿真,以卫星两行数作为目标库进行数据采集,通过地球坐标系与子阵视线坐标系实现数据转换,以此探讨地面站选址与中国现役卫星之间的可见性关系。仿真结果表明,在海拔一致的情况下,纬度和经度均与卫星可见性成正相关关系。同时,实验结果为全国范围内地面站测控站工作积累科学数据,为后续相控阵阵列天线最大化利用提供数据基础与应用支持。     

基于STK_Matlab的共形相控阵对卫星可见性分析

近年来中国在轨卫星数量与日俱增，航天地面测控资源日益紧张，地面站现有的球面共形相控阵存在极大的阵面资源浪费，针对地面测控站阵面波束资源的调度分配可以有效利用现有阵面资源，为日后数量更庞大的航天测控任务需求增加资源裕度，为此需要对中国在轨卫星相对阵面的分布情况进行可见性分析；设计了一种基于STK与Matlab互联的仿真计算方法，该方法利用中国在轨卫星实时TLE数据，通过Matlab对STK控制仿真卫星相对地面站的分布及可见性，并把仿真数据存入Matlab，进一步仿真卫星对子阵的可见性，统计对各子阵的可见性结果；仿真结果得出了球面阵上各子阵在全天时刻的可见卫星数量以及资源较为紧张的子阵分布，该结果可以为球面共形相控阵波束资源调度设计提供参考。     

基于HLA信号级火控雷达目标跟踪系统仿真

目标跟踪作为火控雷达的一种重要工作模式,同时是火控系统的首要任务.本文基于HLA构建了可扩展、可重用的火控雷达信号级目标跟踪仿真系统.依据火控雷达闭环、连续跟踪与自动测量特点,从信号级仿真出发,通过火控雷达跟踪系统中天线模块、接收机与信号处理模块、控制系统模块的有机结合,完成动态目标跟踪仿真过程.结果表明仿真系统能逼真有效完成火控雷达目标跟踪仿真,对火控雷达训练模拟系统设计与雷达电子战系统评估研究中有一定的参考价值.     

基于Mean Shift的多视频车辆跟踪研究

为了提高多视频下目标车辆跟踪的准确率,提出了一种基于Mean Shift结合视觉词袋的车辆跟踪方法。该方法采用Mean Shift提供的轮廓和颜色信息进行初匹配,并进行跟踪;针对车辆在不同视频下车辆视角、环境不同的情况,提出了尺度不变的识别方法,即利用视觉词袋特征作为车辆特征进行再次匹配。该方法能够利用高速路网中摄像机拍摄的视频确定目标车辆的具体位置。实验表明,基于Mean Shift的多视频车辆跟踪方法能够有效提高车辆跟踪的准确率。     

基于灰色预测的无人水下航行器目标跟踪

针对无人水下航行器目标跟踪控制问题,基于无人水下航行器传感器信息进行目标运动预测来实现跟踪控制。从目标预测理论出发,将灰色动态预测模型的建模原理引用到目标预测中,在对传感器进行数据滤波、小样本灰色建模与灰色动态预测的基础上,实现对目标运动的预测,文章详细阐述了基于灰色动态预测的传感器故障诊断的具体实现方法和步骤,对目标进行匀速运动、匀加速运动、变加速运动三种典型运动进行仿真研究,通过预测值与实际值之间的比较显示灰色预测方法能快速、准确的预测出目标的位置信息。     

基于动态面的高超声速飞行器模糊自适应非线性控制

针对高超声速飞行器模型非线性、多变量和参数不确定特性, 并考虑控制增益变化可能导致控制奇异值问 题, 提出一种基于动态面的模糊自适应非线性控制方法. 根据动态面和动态逆策略, 分别设计了高度和速度跟踪控制 器. 利用模糊自适应方法在线逼近不确定函数项, 并采用Nussbaum 增益技术抑制虚拟控制增益不确定影响, 以减少 在线学习量, 保证系统的半全局一致最终有界性. 仿真结果表明, 所提出的方法可实现飞行器对高度和速度的准确跟 踪控制.

     

基于最优特征选择的车辆跟踪方法

针对智能交通系统的车辆跟踪问题,提出基于最优特征选择的车辆跟踪方法.综合颜色、纹理和形状特征确定特征集合,采用线性鉴别分析方法从特征集合中选取最优特征,使用Mean Shift算法在最优特征下预测目标位置,根据目标匹配结果确定车辆的运行轨迹,利用特征平滑方法更新特征模型.实验结果表明,该方法适用于不同的公路监控场景,能够准确、有效地跟踪运动目标.     

运载火箭控制系统通用仿真软件设计平台

仿真软件作为运载火箭控制系统半实物仿真系统的关键组成部分,对其质量和正确性有着极高的要求。由于各种原因,以前的仿真软件没有统一的格式,维护起来相当困难,设计手段采用人工输入,效率低且容易出错,因此迫切需要寻求一种通用、快捷并能减少人为错误的仿真软件设计方法。在总结运载火箭仿真技术和运载火箭控制系统仿真软件特点的基础上,提出了一种适用于半实物仿真软件的“运载火箭控制系统通用仿真软件设计平台”;并介绍了这个平台的实现的功能以及研制该仿真平台的关键技术,对运载火箭控制系统半实物仿真软件的规范化、通用化、工程化设计起到了良好的促进作用。     

基于图像的双臂模糊自适应轨迹跟踪控制

在固定相机的监视下,随机位姿的目标物体在双臂系统的控制下执行轨迹跟踪控制任务时,既要考虑目标随机位姿引起的运动学和动力学不确定性问题,还要考虑运动学和动力学的协同问题.针对上述问题,分别采用自适应方法估计目标质心和特征点的位置信息,利用模糊逻辑系统逼近系统的动力学模型,使用分散控制策略处理双臂的协同问题,最后基于位置/力混合控制方法设计基于图像的双臂模糊自适应轨迹跟踪控制器,并采用李亚普诺夫方法证明系统的稳定性.仿真实验验证了所设计控制器的有效性.     

车辆主动转向系统的鲁棒控制器设计研究

本文将H2/H∞鲁棒控制理论应用于电动助力转向系统的控制策略研究,在建立前轮转向理想跟踪模型基础上,提出一种基于H2/H∞模型跟踪技术的主动转向控制方法,并对设计的控制器进行仿真分析与对比.通过仿真分析,从理论上验证基于H2/H∞跟踪控制理论的转向控制器可以适用于汽车的EPS转向系统,能很好地跟随理想车辆转向模型,有利于提高车辆的主动安全和稳定性.     

基于非线性干扰观测器的翼伞鲁棒反步跟踪控制

针对干扰条件下的无人翼伞飞行器路径跟踪控制问题,提出一种基于非线性干扰观测器的反馈增益鲁棒反步控制方法.采用二阶跟踪-微分器设计干扰观测器对系统复合干扰进行估计和补偿,设计了反馈增益反步跟踪控制律,通过合理设计增益参数,消除了部分复杂非线性项,避免了虚拟量高阶导数问题,简化了控制器形式.根据Lyapunov理论设计鲁棒反馈补偿项,在保证稳定性的同时提高了系统的鲁棒性.仿真实验结果验证了所提出方法的有效性.     

基于模糊模式识别的场景图像分类方法

为解决装甲车车载图像跟踪系统中对场景进行分类的问题．提出了一种根据模糊模式识别原理对场景图像进行分类的方法。首先通过建立场景图像的特征向量来对场景进行描述，并根据所选特征参数设计了矢量隶属函数，然后通过计算隶属函数的值来对场景图像进行分类。实验证明，场景分类的结果对跟踪系统中目标提取方法的选取，有较好的指导作用。