基于伪谱凸优化和L1罚函数的弹道规划方法研究

传统L1惩罚序列凸规划算法(LPSCP)在进行制导炮弹弹道规划时,线性近似误差大,导致目标函数曲线震颤,难以收敛到最优解。针对此问题提出了一种改进的L1惩罚序列凸规划算法(ILPSCP)。ILPSCP算法引入指数衰减的相对信赖域宽度和带上界的惩罚系数,消除了目标函数的震颤。以一般化控制能量最优轨迹规划模型为研究对象,利用Radau伪谱法离散连续变量,线性凸化非线性动态方程,建立标准凸优化模型。以制导炮弹纵向平面内滑翔弹道模型为仿真实例,分别采用传统的LPSCP算法、提出的ILPSCP算法和非线性最优化通用工具箱GPOPS2 3种方法进行仿真对比。结果表明:ILPSCP算法成功解决了传统LPSCP算法震颤和不稳定等问题; 同时ILPSCP算法的仿真结果与GPOPS2的仿真结果高度重合,证明了提出的算法对求解复杂弹道规划问题的有效性。     

一种基于三元阵的水下目标被动定位方法

提出了基于3个子阵接收信号间相关性度量的水下目标被动检测和定位方法,理论分析了该方法相对二元相关法在检测性能上的优势,并进行了检测性能和时延差估计精度方面的仿真检验。理论分析和仿真实验结果表明,与二元相关法相比,该方法在检测性能上具有不低于2 dB的优势,时延差估计精度有一定提高。     

基于迭代凸优化的导弹探测时间估算方法

为准确估算远程预警雷达对弹道导弹探测的时间窗口,需要联立导弹轨迹与雷达探测范围的数学模型,求解非线性二次方程组。提出了一种非线性二次方程组的求解方法,首先将核问题转化为二次等式的优化问题,引入误差范数约束非凸优化问题,将二次等式进行一阶和二阶泰勒展开,将原问题在局部近似为一个最优化问题并利用迭代凸优化求解,得到雷达探测范围与导弹弹道的交汇点坐标的解析解,实现对雷达探测时间窗口的准确估算。通过场景模拟与求解分析证明了该方法的正确性,并表明该方法具有精度高、通用性强的特点。     

基于文化粒子群的图像配准优化算法

针对图像配准中采用互信息作为配准相似度函数存在配准精度小和收敛速度慢等问题,构造了一个基于最大化互信息的配准测度函数。结合一种适用于图像自动配准的文化粒子群优化(CPSO)算法,给出了一种新的图像配准算法。该算法将搜索空间设置成群体空间和信念空间,群体空间采用自适应粒子群算法完成进化,信念空间通过更新函数来进行演化。群体空间的粒子群不仅通过跟踪个体极值和全局极值来更新自己,还通过不断与信念空间中的优秀个体交互,加快群体的收敛速度。这就克服了图像配准中计算量过大、搜索速度慢等问题。大量实验表明,与现有的粒子群优化（PSO）算法配准算法相比,文中提出的算法具有较好的鲁棒性和配准精确率。     

基于量子遗传算法的雷达组网布站分析

针对弹道目标雷达组网测试,测量设备布站设计是一个典型的复杂优化问题。基于量子遗传算法搜索机理和待求解优化问题特性,以弹道测量精度为目标函数,设计了优化算法计算流程。对一种多雷达设备组网布站测量进行了仿真评估,重点关注了量子遗传算法2种旋转角策略对搜索全局最优解的影响。结果表明:区别于旋转角变小的更新策略,旋转角变大的更新策略虽然收敛速度下降,但获得全局最优解的概率增大。研究结果为量子遗传算法在弹道组网测试领域的应用提供了参考。     

基于特征增强与损失优化的水下遮挡目标检测算法

针对水下探测机器人在海洋作业时由于目标密集、形态重叠等原因容易产生误检、漏检的问题,提出一种基于特征增强与损失优化的水下遮挡目标检测算法。算法以YOLOv4骨干网络为基础,首先在随机通道上引入邻域融合的残差结构模块,通过通道注意力机制,提升通道的信息交互能力;其后,利用α-IoU优化CIoU-Loss损失函数,并采用真值排斥因子与预测排斥因子改进坐标回归损失函数,提高目标位置回归的精度;最后,针对水下图像数据干扰信息多的问题,采用基于密集度引导的自适应非极大值抑制方法完成对输出信息的处理,提升目标检测的召回率。通过对水下海洋生物的检测实验,算法在通用场景与密集遮挡场景下目标探测的mAP值分别提高了1.43%和4.4%,验证了算法的有效性。     

基于粒子群优化的多分辨率图像融合

提出了一种基于粒子群优化的多分辨率图像融合算法,用以融合红外与可见光视觉传感器获取的图像。分别对原始图像执行快速离散Curvelet变换;根据不同子带系数的特性与原始图像的光谱特征,在低频系数的融合中着重保留目标特征,并对其余系数选取基于Tsallis熵的互信息量作为评价指标,进而利用改进的粒子群优化算法求取最佳系数融合权值;对各高频子带系数采用基于局部区域能量匹配的融合规则。经过Curvelet逆变换得到融合结果图像。实验结果表明,该算法可以有效地综合红外图像中的目标特征与可见光图像中的细节信息,其融合结果在主观视觉效果与客观评价指标上均优于传统的基于塔形变换与小波变换的融合算法。     

单水听器被动测距的信赖域最优化方法

为了解决单水听器被动测距的问题,提出了一种基于信赖域最优化方法的多普勒被动测距法。与必须检测到达航路捷径点时间和频率的多普勒最接近法相比,该方法可以在航路捷径点之前对目标实现实时探测,不仅能实时给出目标运动参数,而且还能直接获得目标当前距离及预测目标距离,不再是仅仅得到航路捷径距离,充分利用目标多普勒信息,实现了单水听器对运动目标的实时测距。该方法还适用于目标匀加速模型,因而具有更好的实用价值。仿真结果表明了新方法的正确性。     

多测量点准单站无源定位技术的研究

该文研究了一种多测量点准单站无源定位技术,推导出了测距的简化数学模型,并对其进行了计算机模拟。文中还提出了一种测相一测距万案,对测距的模糊性进行了分析,并给出了消除测距模糊的方法。     

数字CCD成像的控制参数优化实验系统

控制参数优化是提高数字CCD成像系统的成像质量,增强其对复杂环境的适用能力的基础。建立一种数字CCD成像的控制参数优化实验系统。在对数字CCD成像的信号处理过程进行了理论分析的基础上,通过基于EXview HAD CCD的成像模块、控制模块及其控制软件设计,实现数字CCD成像系统相关参数的实时控制及人机交互。实验结果表明,实验系统的成像质量对各项控制参数具有良好的响应。     

基于ANSYS Workbench的水下航行体壳体结构优化

壳体结构的质量大小直接影响水下航行体的整体性能,传统的优化方法工作量大,计算也较复杂。本文运用有限元软件ANSYS Workbench中的Design Exploration模块对壳体壁厚、环形肋的截面宽度和高度、环肋间距进行优化,在保证壳体满足强度和稳定性要求的情况下,将壳体的质量最小化。通过此方法对水下航行体壳体结构进行优化,得到最优化的壳体结构质量,对水下航行体的整体设计具有一定的指导意义。     

火箭垂直回收着陆段在线制导凸优化方法

为了研究火箭垂直回收着陆段的制导律设计问题,通过求解最省燃料问题获得制导律,将连续优化问题转化为一类二阶锥凸优化问题(SOCP)。采用凸优化问题求解程序,实时计算最优轨迹获得当前制导周期内的制导律,导引火箭飞向目标点并垂直软着陆。该方法对着陆段初始状态偏差和下降过程中气动扰动有较强的适应性。进行了3个算例的仿真,结果表明:凸优化方法具有确定的收敛性质,相较于Radau伪谱法求解更加高效; 参数设置简单,能够满足实时制导需求,具有在线应用的潜力。     

基于遗传算法的配送车辆路径规划

配送车辆的路径规划问题是城市交通与运输系统中的重要环节,基于遗传算法对城市交通配送环节中的车辆行驶路径的最优规划问题进行了研究,提出了优化方案设计方法。在Matlab环境下,进行了算法实现与仿真,结果表明所提出的规划方案可以有效地降低配送过程中的车辆运行成本。     

对抗条件下浮标基水声定位技术研究

浮标基定位系统利用水声侦察信号对待测目标进行定位时,时延测量精度是系统定位精度的关键因素。在非水声对抗条件下,传统的信号检测手段与分群开窗相结合的方法可以准确测得直达声信号时延并对待测目标精确定位,但在水声对抗情况下,由于对抗器材模拟回波的存在,传统方法的定位精度下降,甚至不能正确定位。针对这种情况,本文提出了一种基于时延匹配及信号多普勒的侦察信号辨识方法。理论分析与仿真结果证明,该方法有效可行。     

基于梅林变换的宽带水声信号处理研究

根据宽带水声信号的特点,提出了一种基于梅林变换的宽带模糊函数求解方法,研究了基于快速梅林变换算法的宽带信号处理。理论分析和仿真结果表明,对于宽带水声回波信号,该算法具有计算效率高、宽带模糊函数聚集性好等特点,具有一定的应用价值。     

Beam Pattern Synthesis Based on Hybrid Optimization Algorithm

As conventional methods for beam pattern synthesis can not always obtain the desired optimum pattern for the arbitrary underwater acoustic sensor arrays,a hybrid numerical synthesis method based on adaptive principle and genetic algorithm was presented in this paper.First,based on the adaptive theory,a given array was supposed as an adaptive array and its sidelobes were reduced by assigning a number of interference signals in the sidelobe region.An initial beam pattern was obtained after several iterations ...