ー种舰艇磁隐身中磁场推算的新方法

推算舰艇下方空间磁场分布规律可为舰艇磁隐身技术的实施提供必要的理论依据。为有效解决舰艇传统磁场推算方法中存在的困难,从边界元理论出发,推导了基于等效面磁荷密度的磁场推算正演模型。为求解正演模型中面磁荷磁性参数,根据磁场测量数据建立了磁性参数反演模型。由于实际舰艇磁性检测中所得磁场信息的局部性,反演模型通常是病态不适定问题。为有效抑制实际磁性检测中测量误差对计算结果引起的干扰,应用Tikhonov正则化方法对其进行求解,提高了反演结果的稳定性。由反演模型和正演模型即可实施对舰艇磁场的推算。用数值算例和船模实验对磁场推算方法的有效性和实用性进行了检验。结果表明,基于等效面磁荷密度和Tikhonov正则化方法的磁场推算技木可有效进行舰艇磁场推算,具有较好的军事实用价值。     

一种微惯性与磁组合测量单元的姿态解算方法

目前无人机、机器人、人体动作捕捉等多个领域都需要全姿态测量方法支持,采用微惯性与磁传感器组合测量姿态是成本低、性能好、普遍使用的一种方案。针对磁力计易受外界铁磁干扰问题,提出一种基于旋转四元数、两级更新的姿态解算方法：第1级根据建立的陀螺仪、加速度计量测模型构建损失函数,采用梯度下降法对载体俯仰角和横滚角进行更新;第2级根据建立的磁力计量测模型,采用梯度下降法对载体偏航角进行更新。利用后验估计四元数计算铁磁干扰估计量,并将其作为下一时刻的先验铁磁干扰。实验结果表明,该算法可以有效校正角速率积分带来的累积误差,提高姿态解算精度,并具有一定抗铁磁干扰能力,增强了微惯性与磁组合测量单元姿态解算方法的环境适应性。     

舰船实时磁定位方法研究

实时利用舰船磁场通过曲线，以单一旋转椭球体磁场模型结构完成对运动舰船的磁场建模。利用遗传算法在线求解目标舰船的航速、位置，实现对目标舰船的实时定位。     

高转速弹丸姿态解算方法研究

针对传统利用三轴磁阻传感器测量姿态角的解算方法计算量大这一问题,根据常规高转速弹丸在飞行过程中偏转角变化小这一特点,提出了一种基于偏转角的计算方法,计算结果既保证了姿态角的解算精度,又减少了计算量,表明了此解算方法的可行性。     

基于舰船矢量磁场的舰船分类方法

从扫雷作战的角度出发,首先采用遗传算法计算出模拟不同舰船磁场的扫雷具磁矩大小,然后根据磁矩之间的相关系数对不同舰船进行分类。以不同船模磁场数据进行验证,证明该方法能迅速、合理地对舰船进行分类,同时得出扫雷具磁矩设定的大小。     

基于天空光偏振模式的导航姿态最优化解算方法

针对传统导航系统自主性差、抗电磁干扰能力弱的问题,本文提出一种基于天空光偏振模式的仿生导航方案。利用自主研发的偏振光传感器实现导航定向功能,并结合惯性测量单元设计了一种导航姿态最优化解算方法。现有的姿态最优化求解策略一般是采用步长固定的搜索算法,但是其直接影响了运动状态下姿态估计的准确性,为此本文采取动态步长搜索机制。实验结果表明:本文提出的算法能有效抑制陀螺仪漂移误差,而且对高频噪声干扰有明显滤除效果,表现出良好的静态性能;同时,本文提出的方法较常规算法具有更高的动态精度,进一步提高了偏振光导航系统的稳定性与可靠性,为无人机飞行控制提供更准确的参数信息。     

基于等效磁化强度法的一种电磁式角振动台气隙磁场分析方法

针对有限元法求解气隙磁场的磁路几何模型占用内存空间多和计算时间长等问题,提出一种基于等效磁化强度法求解电磁式角振动台气隙磁场分析方法。基于等效磁化强度法建立矢量磁位的微分方程组,得到包含磁路几何参数的磁感应强度解析表达式;与有限元法计算结果对比,验证等效磁化强度法的正确性;采用等效磁化强度法对磁路参数进行优化。分析结果表明：当气隙厚度保持不变时,随着永磁体扇形角的增加,气隙中有效均匀磁感应强度的区域变宽,而随永磁体厚度的增加,气隙磁感应强度将增强;当永磁体扇形角和厚度保持不变时,磁感应强度随气隙厚度的增加而减小。该方法可以快速分析磁路结构参数变化对气隙磁感应强度的影响程度,为优化设计电磁式角振动台磁路结构提供理论参考。     

旋转弹姿态解算方法研究

针对旋转弹姿态测试中导航误差随时间积累过快的问题,提出了由加速度计和磁强计构成组合测试系统。针对一种十二加速度计配置方案,利用拟牛顿法解决了姿态解算的问题。仿真结果表明,该算法能有效的抑制误差的积累,有助于提高导航精度。     

基于模糊自适应互补滤波的姿态解算算法

在互补滤波姿态解算算法中,如果将滤波器参数设置为固定值,加速度计测量值包含振动噪声和运动加速度会影响姿态解算效果;针对此问题,首先根据加速度计测量值的模值对姿态解算算法进行改进,然后根据加速度计测量值求取的误差能反应载体运动状态这一特性,提出了一种模糊自适应互补滤波姿态解算算法;仿真试验表明:     

基于磁通门传感器的弹丸姿态角测量系统设计

基于地磁场方向性的磁探测技术是弹药系统实现姿态控制的重要方向之一.以磁通门传感器为敏感器件,提出了弹丸姿态角测量系统的电路组成,重点分析了电路设计中所涉及的相关问题及解决途径.实验结果表明,所设计电路的功能达到了预期目标.     

A Magnetic Disturbance Compensation Method Based on Magnetic Dipole Magnetic Field Distributing Theory

The interference of carrier magnetic field to geomagnetic field has been a difficult problem for a long time, which influences on the deviation of navigation compass and the error of geomagnetic measurement. To increase the geomagnetic measuring accuracy required for the geomagnetic matching localization, the strategy to eliminate the effect of connatural and induced magnetic fields of carrier on the geomagnetic measuring accuracy is investigated. The magnetic- dipole＇s magnetic field distributing theory is used to deduce the magnetic composition in the position of the sensor installed on the carrier. A geomagnetic measurement model is established by using the measuring data with the ideal sensor. Con- sidering the magnetic disturbance of carrier and the error of sensor, a geomagnetic measuring compensation model is built. This model can be used to compensate the errors of carrier magnetic field and magnetic sensor in any case and its parame- ters have clear or specific physical meaning. The experimented results show that the model has higher geomagnetic mea- suring accuracy than that of others.     

基于非正交磁传感器组合的旋转弹体横滚角测试

针对微惯性传感器测量误差随时间严重发散且量程不能满足旋转弹体横滚角测量的要求,采用磁传感器组合对旋转弹体的横滚角测量及工程可实现性进行了研究。对于不同角度、位置安装的磁传感器,给出了其敏感轴上的数学表达式,并且利用两个非正交安装的磁传感器输出的极值之比与俯仰角呈固定关系进行姿态角求解。分析了产生奇异的条件和使用磁传感器进行横滚角测量的可行性,并对传感器布阵方案及解算方法进行了半实物实验。实验结果表明,俯仰角和横滚角的解算误差基本控制在1°以内,此测量方案适用于偏航角变化不大的旋转弹体。     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰,一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度,对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论,推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成,建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型;在分析磁场传感器测量误差的基础上,建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确,可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明,所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

基于改进的遗传算法与龙格库塔法的弹道求解方法

为提高火炮打击效能,对基于改进的遗传算法与龙格库塔法的弹道求解方法进行研究。提出基于差分龙格库塔法的外弹道模型,在目标点位置已知时,可以精确求出与目标点共水平面的落点坐标。并提出了基于遗传算法的最佳射角求解方法,动态缩小搜索范围,运行参数自适应调整,快速高效的求出火炮初射角参数。案例结果验证了该方法的可行性与有效性,对于弹道解算研究具有一定的应用价值。     

基于单个磁梯度计的磁目标定位方法研究

欧拉法可以实现对磁偶极子源的精确定位。通过旋转合成可以得到包含在欧拉齐次方程中的磁梯度张量,在此基础上提出了一种转动单个矢量磁梯度计实现磁目标定位的方法。建立了磁梯度计旋转探测模型,分析了模型中转动角、倾角和基线长度等参数对磁目标定位精度的影响,为转动装置的参数设置提供了参考。研究结果表明,与7个磁传感器组成的阵列探测方法相比,该旋转探测方法在靠近磁目标的区域内具有更高的定位精度。     

基于磁场积分法和Tikhonov正则化的船舶固定磁场重建与分解技术

船舶铁磁材料磁化历史的复杂性及其不可预知性使得船舶固定磁场计算一直是船舶磁隐身中的技术难题。针对船舶固定磁场重建与分解问题,提出了一种基于磁场积分法和Tikhonov正则化方法的铁磁物体固定磁场重建与分解新方法。首先通过测量得到了船舶下方空间若干场点处的磁场值,并以正问题形式计算得到了地磁场作用下船舶在测量场点处的感应磁场值;后基于测量场点处的磁场测量数据和所计算的感应磁场数据,建立船舶固定磁场反演计算模型,并采用Tikhonov正则化方法对反演模型进行求解,以克服反演模型病态性的影响。设计船舶固定磁场的计算实例,结果证明该方法具有较好地计算精度,能够有效实现船舶固定磁场的重建与分解。     

基于免疫遗传算法的海上编队雷达网干扰规划研究

在海军航空兵突防作战中,敌舰艇编队雷达组网探测为舰空导弹武器系统打击来袭目标提供指引.必须综合运用多种雷达干扰措施,合理分配干扰资源,压制敌海上编队雷达网的探测能力.结合编队雷达网干扰的特点,将免疫遗传算法用于干扰规划,可有效地解决干扰兵力优化分配问题.     

一种基于遗传模拟退火算法的航迹优化方法

航路规划是飞机地形回避系统的一个关键环节,是完成低空飞行任务的基础;针对飞机地形回避过程的航路规划技术进行了研究,利用k均值算法对地形采样点进行聚类,建立地形障碍空间模型,运用狄克斯特拉算法进行初始航迹规划,然后利用遗传模拟退火算法对航迹进行优化,缩短整个航线的航程;通过仿真验证了方案的可行性和合理性。