多击中条件下军用飞机二次效应评估方法研究

用毁伤树和状态转换矩阵法,分非余度部件对非余度部件、非余度部件对余度部件、余度部件对非余度部件,余度部件对余度部件4种情况,对多击中条件下计入飞机部件二次效应的飞机易损性计算方法进行了讨论,并对毁伤树法和状态转换矩阵法在飞机二次效应计算中的应用进行了研究。     

飞机多击中易损性评估的动态树囿法

在飞机生存力／易损性评估中，经常要给出飞机在给定威胁打击条件下的杀伤概率及易损面积。针对在多次打击下飞机部件重叠区不断变化的复杂情况，基于易损面积分配方法，提出了一种飞机多个无余度部件、多组余度部件、多部件重叠的多击中易损性评估的动态树图法。编制了通用的计算机程序，以实例进行了飞机的多击中易损性评估。结果及分析表明：动态树图法解决了部件之间存在重叠情况的飞机多击中易损性精确计算，并具有通用性强、易于实现、树图的树枝节点占用内存小等优点。     

引信起爆控制电路冗余设计技术研究

引信起爆控制电路通过对目标探测信号的处理和决策,给出发火控制信号,其可靠性直接决定了其发火可靠度,工程上大多采用直接双套并联方式进行冗余设计。针对引信起爆控制电路如何进行冗余设计问题,设计了并联冗余和非冗余两种电路,采用数理统计的方法计算了其全寿命周期可靠度,结果表明非冗余电路可靠度略高于并联冗余电路。采用故障物理方法,分别通过加速寿命试验和故障物理仿真,得出了起爆控制电路在引信服役期内的温度应力、力学环境应力、电应力下的失效寿命远大于寿命期的结论。综合数理统计和故障物理研究结果,给出了引信起爆控制电路可采用非冗余设计的建议。     

武器装备实时测控系统冗余容错方法研究

针对武器装备实时测控系统中对高可靠性的需求,对应用较为广泛的武器装备紧凑型PCI总线测控系统的冗余容错问题进行了研究。构建了一种利用心跳检测联系主、备用设备的冗余设计方法,并在VxWorks实时操作系统中实现了高可用热插拔技术来提高系统的冗余容错性能。提出一种基于非精确计算理论的实时容错调度算法,将该算法实际应用于测控系统中来验证其对冗余容错性的提升。仿真与实验验证结果表明,该系统具有良好的冗余容错性能,该设计方法可以有效地提升系统的可靠性。     

采用等距ニ元矢量水听器直线阵的ニ维波达方向估计

为了减小传统四元矢量水听器阵的尺寸和减少冗余阵元，提出了采用等距二元矢量水听器直线阵的二维波达方向( DOA)估计方法。每个阵元（矢量水听器）由空间共点的一个声压水听器和一个振速水听器构成。其中声压水听器阵可以被划分为2个子阵，它们构成旋转对，旋转因子为包含某一轴方向余弦信息的相位延迟因子。振速水听器阵可以被划分为2个子阵，它与声压水听器阵构成旋转对，旋转因子为另一轴方向余弦。基于旋转子空间不变法( ESPRIT)的思想，采用并行总体最小二乘(TLS)矩阵束方法实现对旋转因子的估计和自动配对，从而实现二维DOA佶计。计算机仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

基于改进序列二次规划的非线性控制分配

针对多操纵面飞机舵面偏转角与力矩系数之间的非线性问题,提出一种改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)和序列二次规划算法(sequential quadratic programming,SQP)相结合的方法来解决非线性控制分 配问题。以飞翼模型为对象,对模型舵效进行分析,在舵效非线性的情况下,采用拟合函数的方法来表示舵效的非 线性;对粒子群算法进行改进,采用拟牛顿法及线搜索方法对序列二次规划方法进行改进,并对改进后算法的拟合 效果进行比较;在线性舵效与非线性舵效下进行仿真对比,验证了算法的有效性。仿真结果表明：该算法能提高粒 子群算法的全局搜索能力,保证分配的准确性。     

基于故障-测试相关性矩阵的测试性分析

为有效检测出系统测试中存在的不可测故障、冗余测试和隐含故障等,提出一种基于故障-测试相关性矩阵的测试性分析方法。首先给出不可测故障、模糊组、不可隔离故障、冗余测试、隐含故障和伪故障的定义;在此基础上,提出基于故障-测试相关性矩阵的测试性分析流程和求解方法。算例分析结果表明：该方法能有效完成系统测试性分析,且操作简单,具有较大的工程应用价值。     

引信防止漏装隔爆件的零部件称重方法

漏装隔爆件会造成引信安全系统失效,必须有可靠的方法确保引信装有隔爆件,通过称量获得检验合格的各零部件约100组质量数据,对其分布参数进行拟合。而后随机生成符合该参数的随机数作为零部件质量,将零部件质量相加得到漏装隔爆件、装有隔爆件及漏装隔爆件但误多装其他零部件的引信质量范围,给出了判定引信必然装有隔爆件的方法。模拟结果表明,该方法可行且不会浪费零部件。     

载人运载火箭惯性器件冗余管理中的精度控制技术

运载火箭控制系统通过惯性器件冗余信息进行故障检测以提高系统可靠性,还可对惯组冗余信息采用信息融合技术以提高火箭入轨精度。以中国现役载人运载火箭控制系统双七表捷联惯组冗余设计为例,研究惯性器件冗余管理中的精度控制技术,提出了基于惯性冗余信息故障诊断和信息融合的精度控制技术,并以其他火箭实际飞行故障案例进行仿真分析。仿真结果表明,提出的惯性器件冗余管理中的精度控制技术能有效判别故障信息,提高火箭入轨精度。     

相同时变时延条件下的卫星协同编队方法

在卫星协同编队任务中,卫星协同编队通信受通信带宽限制。为解决卫星协同在通信时延条件下协同编队问题,将卫星通信系统设计成由位置和速度信息为主的双重冗余通信信息传输方式。利用矩阵的方式,对时延条件下卫星协同系统的可控性进行分析,并分析基于位置和速度的双重冗余通信信息传输方式对协同系统的稳定性以及收敛速度的影响。以通信延时系统稳定收敛为基础设计仿真实例,验证所设计协同编队方法在时延情况下的有效性与稳定性。仿真结果表明：基于位置与速度双重冗余通信信息传输方式构建的通信延时系统稳定收敛,仿真验证协同编队卫星的位置快速稳定收敛,速度快速保持一致,形成一字编队。     

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。     

面向任务的作战单元携行备件配置优化方法研究

备件是作战单元的重要保障物资,能够使故障设备迅速恢复战斗力并投入作战使用。提出一种基于等效寿命转换的冗余系统备件需求计算方法,根据可修备件控制理论,以任务成功概率为目标函数,建立了基于多阶段任务的携行备件动态配置模型,通过引入拉格朗日约束因子,提出了多约束条件下的备件方案优化方法。通过算例,对结果进行了分析,计算得到的携行备件方案能够满足所有约束条件,并且与ExtendSim仿真结果之间的偏差小于3%,验证了该模型的正确性,为面向任务的携行备件优化提供了一种解决思路。     

远程制导炮弹非线性模型预测控制器设计

针对远程制导炮弹动力学模型多输入、多输出、多约束、非线性和快时变的特点,基于模型预测控制理论,设计了一种组合型非线性预测控制器.此控制器综合了2种非线性模型预测控制方法,一种方法以序列二次规划为在线优化算法求解最优控制律,另一种方法具有解析形式控制律.2种方法的合理组合克服了前一种方法的控制延迟和后一种方法没有考虑约束的缺点.将设计的控制器用于某制导炮弹滑翔段控制,仿真结果表明,该控制器控制效果较好.     

基于线性最小二乘估计的双基地声纳定位优化算法

针对双基地声纳系统存在冗余信息的问题,基于线性最小二乘估计理论提出了一种定位优化算法,建立了T/R？R型声纳系统水下定位的数学模型。通过MATLAB软件的仿真分析,给出了影响该算法性能的各个因素,并与传统TOL算法进行了对比。仿真结果表明,采用线性最小二乘估计算法能更好地利用系统测量的冗余信息,显著提高双基地声纳基线区和侧边区的定位精度。该算法具有受基线长度和站址误差影响小等优点,是一种具有工程应用价值的双基地声纳定位算法。本文的研究可为多基地声纳定位优化问题的研究提供理论基础。     

以高精度惯组为参考的MEMS惯组参数在线估计方法

针对传统冗余惯性导航系统存在成本高,体积大,功耗大的问题,提出采用低精度MEMS惯组参与惯性导航冗余的导航系统冗余模式.利用MEMS惯组单次通电稳定性具有优势的特点,利用高精度惯组信息对低精度惯组参数进行在线估计.免除因增加惯性器件导致射前标定的大工作量.针对导航参数在飞行器飞行过程中可能发生变化的问题,提出一种自适应滑动窗口估计方法,利用数据的分散性对有效估计时间进行决策,并采用最小二乘法对参数进行估计,仿真结果表明该方法是有效的.     

基于分数阶傅里叶变换补偿多普勒徙动的动目标检测算法

提出了一种基于分数阶Fourier变换(FRFT)的二次相位多普勒徙动补偿的动目标检测算法。该算法利用离散分数阶Fourier燹换形成扫频滤波器组,实现对每个多普勒频率（径向速度）检测单元分别进行二次相位补偿和相参积累,有效增强了雷达在强杂波背景下对微弱运动目标的检测能力。仿真结果验证了本文算法的有效性。由于分数阶Fourier变换具有比较成熟的快速算法（与FFT计算量相当）,所以所需的计算代价较小。     

空天飞行器多源多余度模糊容错导航系统设计方法

空天飞行器多任务、多工作模式的特征,要求导航系统具有灵活性且保证精确性和稳定性。在空天飞行器中,常用多种导航传感器组成多源容错组合导航系统,但是单余度组合导航系统并不能满足空天飞行器可靠性的要求。针对上述问题,提出一种多源多余度模糊容错导航系统设计方法,在每个余度系统已设计故障诊断和隔离的基础上,通过模糊评估计算每个导航系统的品质因子,从而有效地诊断和隔离惯性导航系统的故障,保证导航系统的精度和可靠性,该方法对软、硬故障均具有较好的处理能力。仿真结果表明,基于该方法的导航系统结构具备容错性能,在系统出现故障的情况下,比传统多源导航系统具有更优的性能,且在不同飞行阶段具备良好的适用性。     

一种超音速火箭靶弹程序角优化方法研究

针对方案制导超音速火箭靶弹平飞段供靶性能优化问题,提出了一种俯仰程序角优化方法。考虑靶弹弹道始末端点约束及平飞段性能约束,在火箭靶弹纵向飞行平面内建立起俯仰程序角优化设计模型。基于Gauss伪谱法将飞行过程约束转化成对俯仰程序角的约束,将最优控制问题转换为对俯仰程序角的非线性规划问题;利用序列二次规划算法求解。仿真结果表明,该方法能够快速获取最优俯仰程序角,并且具有良好的鲁棒性,为实际工程设计提供参考。     

2D 雷达组网目标高度估计方法

为解决2D 雷达不能测量目标高度参数的问题,提出一种2D 雷达组网目标高度估计方法。利用2 部雷达 对同一目标距离和方位角测量的冗余信息进行目标高度的初步估计,通过定义贴近度、一致性测度、一致性测度均 值、一致性测度方差和变异系数来确定不同雷达组合初步估计高度值参与数据融合的权值,利用不同雷达组合初步 估计的目标高度值以及参与数据融合的相应权重进行目标高度的融合估计。基于典型算例对所提算法进行验证。结 果表明：该算法能解决目标高度问题,具有一定的理论意义和较好的应用价值。     

火工品多余物及其质量控制

介绍了几种火工品多余物及其对产品性能的影响，提出了两种多余物的判别方法，对火工品多余物的控制提出了建议。