组合大视场星敏感器星光折射卫星自主导航方法及仿真

通过分析影响星光折射法卫星自主导航精度的因素，给出一种高精度自主导航的新方法。即利用组合大视场星敏感器，同时观测整个地球边缘的三颗恒星，通过卫星、地球、恒星方向之间的位置关系及给出的星光大气折射模型，精确确定地心方位，实现高精度自主导航。结合推广的卡尔曼滤波算法，建立了该方法的仿真模型，以某地球同步卫星为背景，利用模拟数据进行了系统仿真。仿真结果表明，该新方法具有较高的导航精度。     

某反坦克导弹视场交叉判据建模与仿真

在建立了某反坦克导弹目标瞄准线数学模型，红外视场锥面数学模型和红外视场重合长度数学模型的基础上，实现了对瞄准线高低角，方向夹角，瞄准线公垂线长度和交叉火力射击条件下视场重合长度的数学解析计算，从而确定了视场在空间的相互位置关系，为进行合理的阵地配置提供了科学的理论依据，最后进行了仿真验证。     

基于光线跟踪的星敏感器视场仿真分析

星敏感器是航天器高精度姿态测量的重要部件,随着航天器结构的日益复杂,为了保证星敏感器正常工作条件,在航天器设计初期就需要考虑其视景有效性。如何对在轨运行时的星敏感器视景有效性进行分析成为亟待解决的问题。传统的试验测试对在轨星敏感器视景分析往往达不到实际要求。为此构建虚拟仿真平台,通过仿真航天器、星体等构建一个在轨运行环境,进而利用光线跟踪方法进行星敏感器视场光照分析、碰撞检测方法进行星敏感器视场遮挡分析。展示的仿真结果表明光线跟踪方法和碰撞检测方法运用的合理性和有效性。     

数据链导弹节点移动性建模与仿真

在战场环境中通信节点多为移动节点,其移动性对数据链系统的通信性能有着显著影响,而OPNET等仿真软件中自带的节点移动方式并不能充分反映节点的轨道信息.针对这些问题,提出一种导弹节点移动性建模方法,利用STK轨道建模计算导弹飞行场景,通过建立节点移动的进程模型,在数据链仿真平台中实现导弹节点的移动性建模.仿真结果表明,导弹飞行过程中节点移动性对数据链通信性能具有显著影响,验证了所提移动性建模方法的有效性.     

星敏感器姿态测量算法研究

针对传统矢量定姿方法精度较低的问题,研究了主流的星敏感器多矢量天文定姿算法,从理论上对奇异值分解(singular value decomposition, SVD)算法、双矢量定姿加研究背景算法、最小二乘(least square, LS)算法、四元数估计(quaternion estimator, QUEST)算法和线性估计算法进行了详细推导。其中,线性估计算法先将各矢量对的坐标变换等式分散表示,推导出对应的四元数形式,再联立所有矢量的坐标变换等式,基于长方矩阵的Moore-Penrose伪逆运算对二次四元数矩阵方程线性化,再在此基础上考虑随机噪声的影响对一次四元数矩阵方程进行鲁棒性操作,具有良好的创新性与实用性。以最小化Wahba损失函数为目标,对定姿算法的性能进行对比分析。仿真和实验结果表明,线性估计算法较之于其余4种算法,具有更快的解算速度、更高的定姿精度。     

信息战战争系统建模与仿真研究

战争系统特别是信息战战争系统是典型非线性复杂巨系统之一，一般理论和方法很难有效达成历史战争重现与未来战争预见的双重目的。现代建模与仿真方法融合逻辑演绎及信息技术优势，是研究战争系统行之有效的方法。对国内外信息战战争系统建模与仿真理论及技术发展现状进行了总结，分析了现代战争系统建模与仿真功能需求，归纳了信息战战争系统建模与仿真的基本过程和一般方法。为该领域特定问题研究提供一定的理论依据和技术支持。     

质子交换膜燃料电池系统中冷器建模与仿真

为研究质子交换膜燃料电池系统水热管理策略,针对某款实际系统建立了水冷逆流式中冷器的机理模型,并用实验数据对模型进行了验证.在Matlab/Simulink仿真平台下分析了空气流量、冷却液流量、空气温度、冷却液温度对中冷器冷却效果的影响.仿真结果表明:(1)模型的输出结果和实验数据相吻合,模型具有较高的可靠性;(2)中冷器入口空气温度和流量对中冷器冷却效果影响较大;(3)在一定范围内,调节冷却液流量能有效调节出口空气温度.     

巡飞器巡飞段动力学建模与仿真研究

动力学建模对于巡飞器的设计和仿真是至关重要的。与传统的飞行器相比,由于其飞行的速度比较慢和高度低、受外界的影响大,巡飞器的飞行动力学特性相当复杂。为了研究巡飞器的一些本质的动力学特性,选择巡飞器巡飞段分析,建立了巡飞段的巡飞段动力学模型。利用DATCOM与气动仿真对比得出数据,建立了空气动力学数据库。最后,在MATLAB/SIMULNK动力学仿真,仿真结果验证了该原理的可行性,为下一步的研究工作奠定了基础。     

基于多敏感器信息融合的卫星自主导航方法研究

直接敏感地平的天文导航方法简单、可靠,其导航精度主要取决于地球敏感器精度,因此导航精度相对较低.间接敏感地平利用星敏感器观测折射星得到地平信息,但是由于折射星数量有限且观测时段较短,所以不能连续、长时间地提供观测信息.因此提出一种在直接敏感地平与间接敏感地平相结合自主导航方法基础上,分析当间接敏感地平观测不到折射星时,引入三轴磁强计观测信息作为新息,提出基于多敏感器信息融合的自主导航原理及滤波算法,通过对三种导航方法进行数值仿真及其结果的分析和比较,论证所设计方法既提高了系统的导航精度和鲁棒性,又有利于工程实际应用.     

自主式水下航行器空间运动矢量建模与仿真

在对自主式水下航行器的空间六自由度运动进行研究的基础上，用牛顿力学方法和拉哥朗日方法推导了适于在Simulink环境下仿真的空间运动矢量模型，并建立了可移植性和功能强大的自主式水下航行器的空间六自由度运动仿真模块，解决了耦合非线性运动方程解算难、仿真难和显示难的问题，为自主式水下航行器及其它的高科技飞行器的研究和设计提供了便利的工具。     

星空环境成像效果的仿真研究

在分析星空环境下相机成像机理的基础上,从相机光学系统,光感受器工作特性和光圈衍射过程三个方面对星空环境下的成像系统进行了建模.基于这些模型,深入分析了星空环境下成像过程中背景离焦模糊,运动模糊和星芒这三种效果的形成原因并提出了针对性的模拟方法.应用这些方法的一系列仿真实验结果表明了所提方法的有效性.     

全天时多视场星图仿真的设计与实现

为了对大气层内全天时短波红外三视场天文导航系统的软件开发及功能和性能测试,提出了一种全天时三视场星图仿真算法.该算法为本天文导航系统提供任一时刻、任一指向下的仿真星图.短波红外2MASS星表数据量巨大,为此,采取了分区检索视场恒星的方法.为了使仿真星图更接近真实情况,研究并分析三视场天空背景辐射及三视场恒星——背景对比度;建立了星点成像模型和系统噪声模型.充分考虑了同一时刻、不同视场间背景辐射的变化情况,采用蒙特卡罗方法随机产生平台姿态,以便更好的测试恒星检测与识别算法的鲁棒性.     

基于有限元分析的高速切削温度场建模与仿真

为了研究高速切削加工过程中的温度场分布情况,根据金属切削平面应变原理及温度场的有限元理论,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦等关键物理环节建模,建立了正交切削有限元模型.采用伴随刀具行程移动的网格窗口描述切削区的局部大变形,使用摩擦窗口表述刀/屑间的摩擦关系,设定合适的热边界条件和形变边界条件对高速切削AISI-1045钢的温度场进行数值模拟.研究表明,最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域;刀具最高温度点位于前刀面上距刀尖不远处;工件内部温度几乎不变,仅表面的薄层发生温度变化;切削速度对切削温度影响很大,高速时温升变缓;切削厚度对切削温度影响较小.     

基于XMSF的建模与仿真研究

继HLA之后,建模与仿真(M&S)技术如何发展,是当前仿真界正在考虑的问题。美国国防部(DoD)2002年提出了可扩展建模与仿真框架(XMSF)报告[1],对Web技术如何支持M&S进行了深入研究。这一框架使新一代M&S应用的可重用性和互操作性有了进一步的发展。本文阐述了XMSF的概念,在分析HLA缺点的基础上利用XMSF思想对HLA进行了完善,并且就如何利用XMSF进行大规模仿真开发做出了启发性的指导。     

面向空间目标监视的星图模拟器设计与实现

提出并实现了一种应用于光学空间目标监视地面仿真实验的目标模拟器系统。目标模拟器系统以高性能图形工作站和液晶显示器为硬件，通过软件方法，动态表现恒星、日、月、地球等自然天体对敏感器的光学特征，并通过建立球面光反射模型，模拟出自然环境中的空间目标航天器。系统可作为空间目标监视敏感器的地面仿真实验的目标模拟器，亦可以应用于星敏感器的地面实验。     

双基地声呐散射声场的建模与仿真

利用变形柱方法，建立了非入射方向水下椭球目标散射声场的数学模型。通过建模与仿真实验，得出了椭球目标在双基条件下，散射回波的空间分布，以及在不同分置角时，散射强度随目标姿态角的变化关系曲线。通过仿真曲线与水池实验曲线的比较，验证了理论模型的正确性。     

基于星敏感器的卫星姿态确定方法研究

介绍了基于星敏感器的卫星姿态确定算法,包括静态确定性算法和动态状态估计方法。从理论上推导了静态算法的TRIAD方法、Euler-q方法、QUEST方法以及SVD和FORM方法;对比分析了几种常见的动态估计方法,它们是EKF方法、UKF方法、预测卡尔曼滤波;并讨论了一些最新的方法,例如粒子滤波等。最后进行了仿真分析,并给出了一些有用的结论。