事件触发容积卡尔曼滤波及其在火控探测网络中的应用

为减小传感器网络中各探测单元和融合中心间的数据传输量,设计了基于双重判断准则的事件触发机制,以控制各探测单元到融合中心的数据传输。为得到比已有事件触发融合估计算法更高的估计精度,提出了一种基于所提事件触发机制和平方根容积卡尔曼滤波的非线性融合估计方法。仿真和试验结果表明：所提方法与基于周期传输机制的容积卡尔曼滤波相比,可减小数据传输量;与已有事件触发融合估计方法相比,可在数据传输量基本一致情况下获得更高的估计精度。     

带有不同视场约束的多导弹分布式协同制导

针对带有不同视场约束的多导弹,提出一种分布式协同制导策略。各导弹以固定周期与网络中的邻居导弹节点交互剩余距离信息,生成一致性误差。根据导弹视场范围和前置角,采用饱和函数将一致性误差生成协同一致律,以确保相关变量实现状态一致。当导弹相关变量状态一致且接近目标后,各导弹断开通信连接,独立导引至目标。依据反馈线性化、图论和矩阵理论,给出协同制导律成立的充分条件。与传统多导弹协同制导研究相比,所提协同制导律能满足导弹各自不同的视场约束要求,且通信负担较小。仿真结果表明,多导弹协同制导实现了对目标的齐射攻击,飞行过程中各导弹能始终锁定目标。     

校准检定用高精度电压暂降发生器的实现

精度高、易实现、相对经济的电压暂态信号发生器对于工程应用中研究电压暂态检测算法有着重要作用。文中介绍了一种基于波形信号发生器加线性功率放大器的电压暂态发生器的设计方案。通过对传统的设计方法进行改造,设计了双DDS结构的波形发生器,并提出了在线分段幅值校准思想,可产生叠加谐波、相位跳变等特定情况的暂态测试信号。通过实验实测分析,所研制的样机产生的电压暂降测试信号,其幅值、持续时间和相位等性能指标可校准检定国家标准中A级电压暂降测量仪器。     

模糊化模型概率的IMM-SUPF机动面目标跟踪

为了提高跟踪系统对水面机动目标的跟踪能力,本文将水面目标建模为椭圆形面目标,提出一种基于交互多模型(interacting multiple model, IMM)算法的机动面目标跟踪方法。首先,利用现代高分辨率雷达获得的面目标扩展测量,给出了基于面目标的跟踪测量方程。其次,将强无迹粒子滤波(strong unscented particle filter, SUPF)算法引入到IMM中得到IMM-SUPF。该SUPF利用强跟踪无迹卡尔曼滤波(strong tracking unscented Kalman filter, STUKF)产生粒子建议分布。由于STUKF采用渐消因子调整UKF的状态模型协方差和观测模型协方差的比例,使得建议分布更符合真实状态的后验概率分布,从而提高了IMM算法中子模型滤波器的估计精度。最后,基于模糊隶属度函数对粒子的模型概率进行模糊化,从而在提高真实模型滤波器中粒子模型概率的同时减小非匹配模型滤波器中粒子模型概率,进而提高了IMM算法的估计融合精度。Monte-Carlo仿真实验表明,相比于传统的基于质点目标的IMM-UPF算法,文中所提的基于面目标的IMM算法跟踪精度更高,且所提算法的误差超调量更小,收敛更快。此外,所提面目标IMM算法的跟踪精度也要高于面目标IMM-UPF算法。针对水面机动目标跟踪问题,不同于传统的质点目标IMM算法,文中将水面目标建模为椭圆形面目标,并利用面目标扩展测量信息设计了模糊化模型概率的IMM-SUPF算法。该算法进一步提高了跟踪系统对水面机动目标的跟踪能力。     

不完全量测下的水下纯方位系统目标跟踪算法

针对观测器探测概率小于1的不完全量测情况下的水下纯方位系统的目标跟踪问题,提出了不完全量测下的基于扩展卡尔曼滤波的目标跟踪算法。首先,建立不完全量测情况下的水下纯方位目标跟踪数学模型;其次,在数据出现不完全量测时,采用前一次的更新值对缺失数据进行弥补并完成滤波;最后,采用最优理论性能下界(CRLB)和均方根误差(RMSE)这两种评价准则对此算法进行评估。仿真实验结果表明:在不完全量测下的水下纯方位系统的目标跟踪问题中,所提出的基于扩展卡尔曼滤波的目标跟踪算法在保证预期跟踪精度的前提下,具有较高的实时性。     

数字化瞄准具的独立射击诸元求解

针对独立工作方式下火控射击诸元的求解问题，提出了一种基于数字化瞄准具的陀螺仿真方法。由火炮角度传感器和瞄准视窗中光环位置获得目标的角度信息，再根据事先装定的开火距离，即可实时解算出射击诸元。该方法便于软件实现，可以有效改善射击精度，已被应用于某型高炮武器系统中。最后给出了靶场的试验结果。     

SSB炸弹俯仰/偏航通道控制系统设计与仿真

SSB炸弹姿态控制系统是一个多种因素耦合的多输入多输出时变系统,俯仰/偏航通道的控制是整个姿态控制稳定性优化的难点问题.为了保证SSB炸弹在飞行过程中俯仰/偏航通道的稳定性以及具有期望的动态品质,给出了一种基于特征结构配置算法的全局状态反馈控制律设计.首先,在SSB炸弹飞行包线内选取有代表性的特征点,应用系数冻结法得到若干局部子系统.然后,配置算法和控制系统设计性能要求,建立局部子控制器设计的优化数学模型.用Matlab工具箱求解子系统数学模型,得到局部子控制器.最后采用一种平滑变增益方法,得到带前馈控制器的全局状态控制律.仿真结果表明,SSB炸弹俯仰/偏航通道控制系统具有良好的解耦特性,对给定过载指令信号具有良好的跟踪特性,满足性能指标要求.     

不完全量测下随机有偏离散系统的Cramér-Rao下界

针对含有不完全随机有偏测量序列的状态估计问题, 给出了统计意义下的修正递推估计误差方差Cramér-Rao下界(CRLB)求解算法. 首先建立了不完全随机有偏量测离散系统的数学模型, 进而推导了枚举的CRLB和统计意义的CRLB计算式, 该统计意义的CRLB为枚举CRLB的下界, 其计算量远小于枚举CRLB求解的计算量. 最后, 以给定探测概率和偏差发生率下的一类光电跟踪系统为例, 进行了数字仿真.     

改进型粒子滤波算法在多站纯方位被动跟踪中的应用

针对多站纯方位被动定位与跟踪问题,给出了一种基于均匀重采样和带白适应因子的改进型粒子滤波算法．首先,基于无迹卡尔曼（UKF）粒子滤波器,将参考分布融入最新观测信息,得到符合真实状态的后验概率分布：借助重采样和使用鲁棒估计,改善了粒子滤波的退化问题．其次,引入自适应因子以调整UKF的状态模型协方差与观测模型协方差的比例,得到较高精度的概率分布．仿真结果表明,改进的粒子滤波算法能够实现多站纯方位被动跟踪,比传统非线性滤波器有更高的跟踪精度．     

虚拟传感器的建模与实现

本文根据真实力触觉传感器的原理,研究并构造了 虚拟目标锁定跟踪显示器、虚拟距离传感器,用于在虚拟环境中从事基于传感信息的机器人 柔性操作、精密装配操作等的研究.