射频仿真系统空域特性对导引头测角的影响

导引头性能测试中,射频仿真的关键在于天线阵列辐射被试设备所需的目标回波,但天线三元组阵列的辐射特性即射频仿真系统的空域特性与导引头真实回波之间存在差异,并且难以解析表达,使得导引头测角误差的量化分析比较困难.针对上述问题,采用天线阵列电磁建模结合雷达导引头数学建模的方法,得到系统空域特性,计算其在不同目标位置引起的导引头测角误差.结果表明:射频仿真系统的空域特性会影响导引头的测角灵敏度和测角精度,而建立的模型能准确量化误差,便于修正三元组幅度控制指令以补偿测角误差,提高导引头接收信号角位置精度,增强导引头性能测试的可靠性.     

射频仿真系统目标精度改进校准方法

这篇文章提出了一种改进的射频仿真系统低频段（1—2GHz）精度校准方案。方案是在对大量实验数据分析的基础上提出来的。实验数据证明仿真系统目标位置精度误差满足可重复性,目标阵列是一个稳定的“准”时不变系统。综合系统中“场”和“路”的误差影响,建立目标精度误差修正算法,得出对应于目标位置误差的信号辐射功率偏差并在系统中加以补偿,将目标“硬拉”回来,提高射频仿真系统低频段的精度指标。方法可以应用于国内众多的射频仿真系统,实现高精度的射频目标仿真。     

射频仿真系统目标驱动方法研究

针对飞行武器平台攻击雷达目标进行射频仿真中的关键问题,该文建立起一种目标模拟阵列的驱动模型,在射频仿真系统中复现实际作战过程中的空间关系。依据目标与攻击武器的偏角关系,导引头、武器平台、地面及仿真环境四个坐标系间的位置关系,该文建立数学模型,确定出目标在仿真阵列上的角位置坐标;通过控制目标阵列在不同的位置辐射信号来模拟目标相对于攻击武器的空间移动,实现攻击过程的动态仿真;并给出系统控制流程;最后实验验证了模型的正确性。     

射频仿真系统精度校准的软件新方法研究

目前国内已有多套射频仿真系统,但关键指标之一--阵面角位置精度,在低频段(1-2GHz)通过硬件方法精度很难提高,经常难以达到试验使用要求。所以该文尝试通过软件的方法来校准射频仿真系统,对射频阵列面角精度误差进行深入分析,分解为阵元定位的系统误差和系统环境的随机误差,通过对系统误差的分布特点的总结并进行相应的理论推导和分析,得出一种从软件上可预先设置的校准算法,得到精确的阵列修正矩阵。最后,对这种软件的校准方法进行了实验验证,精度比原系统提高4-5倍,使得射频仿真系统整体性能大大提升一步。     

基于Quaterion EKF的未标定机器人视觉伺服系统位姿估算

针对单目未标定机器人视觉伺服系统中目标位姿估算问题,设计了一个基于Quaternion(四元数)的扩展卡尔曼滤波器,该算法引入四元数描述目标姿态角,以四元数、目标在相机坐标系中的位置、运动速度作为状态向量,以目标特征点在成像平面的像素坐标为观测向量。利用MATLAB分析协方差矩阵R、Q对算法的影响,并确定最优的协方差矩阵。文末通过MATLAB仿真和实验研究对该算法进行了验证,并与传统EKF进行了比较。结果表明,本文提出的算法能显著提高目标位姿估算精度,可以满足应用要求。     

基于非同步采集方式小型声源定位系统设计

利用非同步采集设备,通过广义互相关(GCC)时延估计算法,估算出通道间的相对时延;对非同步采集方式产生的时延误差进行软件补偿;利用基于到达时间差(TDOA)声源定位算法的双步定位特性,估算出声源的位置.分别设计了四元均匀线阵系统和四元平面十字阵列系统对以上方法进行验证,系统能够较准确地实现对声源方位的估计.     

射频仿真多辐射中心方案设计及幅相误差分析

现有的射频仿真系统在单通道中同一时间只能模拟一个辐射中心,因此难以对多目标与分布式杂波进行仿真。通过改进原有馈电电路并调整开关矩阵与阵列天线的连接顺序,现提出了一套新型的多辐射中心仿真系统的设计方案。新方案能够在单通道单周期中模拟两个辐射中心,为在经费有限、通道数量较少的条件下,模拟多目标和分布式杂波提供了技术基础。为了验证新方案的可行性,利用计算机仿真分析了新型方案引入的幅、相误差对辐射中心位置精度的影响,得出了几种情况下位置误差的统计分布。仿真结果表明,虽然新型方案中的位置误差相对更大些,但其辐射中心的位置精度仍然达到了仿真系统的技术要求,新型方案是可行的。     

狙击手声被动定位模型仿真分析

为了更有效地打击狙击手,降低狙击手的威胁和伤亡率,针对狙击步枪激发时产生声波的特点,设计了狙击手声探测定位模型.模型采用短基线平面四元十字阵的传声器布阵方式,基于该传声器阵列建立了数学模型和推导了定位公式,并进行精度分析,重点仿真了时间差测量误差对探测精度的影响.结果表明基于四元十字阵的狙击手定位模型具有较高的定向精度,但是定距精度受时间差测量误差和阵列尺寸影响较大,探测同一目标时,时间差误差越小、传声器阵列尺寸相对较大时,具有良好的定距精度.该仿真结果为研制小型便携的狙击手被动声定位设备提供了参考.     

射频仿真系统中的功率校准系统设计

校准系统是射频仿真系统(RFSS)的重要组成部分.校准系统主要可以分为射频模拟目标功率校准系统和模拟目标角度校准系统.该文主要是讨论了射频模拟目标功率校准系统.虽然射频目标功率校准系统不参与实际的仿真过程,但是它在仿真试验中起着重要作用,主要用于测定射频目标的功率,以便在射频仿真试验中可以控制射频信号的功率大小,以便可以模拟真实回波信号的能量.经测试结果证明,校准装置的设计达到应用要求.     

GPS天线阵抗干扰射频前端设计

卫星导航定位系统的抗干扰技术研究意义重大。基于天线阵列的抗干扰技术需要同时采集多路GPS天线信号,而通用GPS接收机大多只能接收单路天线信号,难以满足需求。为此,设计了一种四元天线阵列的GPS抗干扰射频前端。通过四元天线阵列分别接收四路GPS信号,经过低噪声放大器、射频滤波器、下变频到中频信号,以供给后级A/D采样,经抗干扰模块后达到抗干扰目的。最后,对此射频前端进行整体电路测试,并给出了测试结果。经实际应用,验证了该系统方案的可行性。     

基于PD控制器和牛顿预测器的等效前馈复合控制技术

伺服系统是无线电遥测设备的重要组成部分,随着遥测技术的不断发展,对伺服系统的稳态精度和响应速度有了更高的要求。前馈复合控制算法对于消除系统滞后误差,提高系统精度有良好的效果,通过PD控制器估计目标角速度,利用牛顿预测器对角速度进行超前预测,实现基于目标角速度预测的等效前馈复合控制。经实际测试验证,采用PD控制器和牛顿预测器控制技术的伺服系统能够快速实现对目标的稳定跟踪。     

基于磁异常检测的飞机测速定位系统的研究

为了可以快速地获取飞机在飞行过程中的速度、位置等信息,同时保证有较大的探测区域,设计了一种通过计算感应磁场强度分析飞机速度、位置的探测系统。建立了基于感应磁场强度反演飞机速度的数学模型,推导了探测系统的感应磁场强度表达式。仿真计算了磁场强度与探测距离、角频率的函数关系,可知探测距离的影响效果较大,角频率的影响效果较小,且感应磁场强度的量级基本符合磁力探测器的检出限要求。模拟实验通过等比例缩小实物的方法,将飞机用金属棒代替,对不同速度的金属棒进行测试,分析计算3个磁力探测器的磁场强度变化,可获得目标的速度、位置等信息,证明了系统的可行性。     

基于模型的虚实结合的仿真试验技术

针对大型无人机系统复杂度高、多学科耦合强以及传统研发模式下的装备研发周期和成本快速增长的特点,为满足在地面半物理试验验证中最大程度降低迭代周期和成本的需求,设计了一种基于模型的虚实结合的地面半物理仿真试验技术。通过开展多源异构模型分布式集成技术研究,解决了跨专业飞机系统仿真模型联合仿真的难题。将仿真模型用于地面半物理试验,实现了试验环境中机载总线、仿真总线和射频网络的三网并行,进而实现机载设备和仿真模型信息交互,设计了一套针对虚实结合试验的自动化测试体系,提升了试验验证效率。通过建立一套完整的虚实结合试验的验证架构,提升了大型无人机鉴定能力,有效提升了航空武器装备研发质量、效率和水平,具有重大军事意义和社会意义。     

基于高增益观测器的AUV水平面轨迹跟踪控制

通过研究欠驱动自治水下机器人（AUV）在水平面的运动规律,针对欠驱动AUV水平面轨迹跟踪控制中的非完整约束、模型中的耦合性和非线性、海流干扰、跟踪精度问题进行了深入的研究,运用高增益观测器结合反步控制方法对欠驱动AUV轨迹跟踪进行有效控制。定义了AUV的地面坐标系和船体坐标系,并完成了地面坐标系向船体坐标系的转换,建立了欠驱动AUV的水平面运动学模型和动力学模型。为欠驱动AUV所提出的高增益观测器结合反步控制方案,在保证跟踪系统稳定性的前提下,可以有效地提高跟踪精度,能够消除外界干扰对控制效果的影响,并使得控制输入满足实际工程的应用约束条件。控制方法的稳定性均采用Lyapunov稳定性理论加以证明,并通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性。     

捷联被动导引干涉仪测向技术仿真分析

目前的反辐射武器多采用基于陀螺稳定平台的方式对目标进行跟踪导引,这种导引方式受到了弹体前端空间的限制,难以保证低频段导引头的测向精度。为了解决这个问题,研究了捷联被动导引干涉仪测向技术。对捷联被动导引原理进行了论述,介绍了干涉仪测向算法和相关干涉仪测向算法,并对方位和俯仰天线阵进行了布阵设计和测向精度的仿真,仿真结果表明测向精度满足反辐射武器制导要求。     

基于频率响应分析的机械液压装置建模方法研究

为提高机械液压装置设计效率,降低生产成本,建立其全生命周期管理平台,需构建机械液压装置数学模型;常规的机械液压装置大多是线性定常高阶系统,时域分析方法在建模过程中存在较多局限性;文章采用频响分析方法,以某机械液压装置控制回路为研究对象,通过频响分析仪,进行机械液压装置建模,并对获得的模型精度进行仿真验证;将频域辨识模型与实物试验数据进行对比,验证了模型的精度,证明了频域建模的有效性,为后续机械液压装置控制系统全数字仿真与硬件在回路仿真提供了基础.     

基于循环路径的级联多电平逆变器母线电容波动均衡控制系统

传统控制级联多电平逆变器的频率偏差较大，性能不稳定。为此，设计一种级联多电平逆变器母线电容波动均衡控制系统。在调频盲卷积开发平台的基础上，协调母线电容大数据采集器及均衡控制器的连接方式，完成新型系统的硬件运行环境搭建。利用线性聚类控制程序中的目标节点，移植调频盲卷积的协议栈及规划大数据的循环路径，完成新型系统的软件运行环境搭建，实现基于循环路径的级联多电平逆变器母线电容波动均衡控制系统的搭建。对比试验结果表明，与传统系统相比，应用均衡控制系统后，时域、频域调频波仿真波形的控制有效性均能达到65%以上。     

基于内模重复与自适应复合控制的位置伺服系统

针对传统全断面盾构机姿态调整位置精度难以控制的难题,采用复合控制策略实现位置精度控制。利用模糊控制智能非线性特点在线整定PID参数提高与增强位置伺服系统的自适应与抗干扰能力,同时引入内模重复控制策略进一步优化位置伺服系统的控制精度。通过Simulink/AMEsim联合仿真实现全断面盾构机位置伺服系统的控制与液压系统相联合,实验验证复合策略使设备抗干扰能力与自适应跟踪性能稳步提高,并在矿井巷道试验中取得较好试验结果。     

有源相控阵天线远场测试系统设计

为解决某型有源相控阵天线辐射特性测试占机时间长、系统不稳定、交付能力不满足生产需求等问题,开展了有源相控阵天线辐射特性校准与测试技术研究。针对被测产品体积小、频段高、天线单元多以及交付数量大的特点,选择了较为合适的远场测试系统的设计方案。测试系统硬件构成复杂,包含微波暗室、接收转台、发射扫描架、测控单元、水冷系统等;测试软件涉及项目多,包含幅度相位校准、方向图测试、指向精度补偿测试、等效全向辐射功率（EIRP）测试、有源增益测试等。重点对微波暗室尺寸设计、高精密转台精度分析、幅度相位校准算法和波束指向误差补偿技术进行了详细论述,完成了该型有源相控阵天线远场测试系统的软、硬件设计。测试系统精度高、动态范围大、运行稳定。该设计方案具有较好的推广价值。