捷联惯性技术在水中兵器制导与测试中的应用探讨

综合论述了捷联惯性技术在水中兵器制导与测试中的应用现状、存在问题以及发展方向。首先简述了捷联惯性技术的基本原理,然后重点介绍了其在精确制导水中兵器、远程自航水中兵器以及水中兵器弹道测试中的应用现状、使用方式和特点、对比分析了对捷联惯导系统提出的不同要求,最后对捷联惯性技术在现代水中兵器应用中的发展趋势提出了看法,并提出了建议。     

强海水混响背景下水中兵器攻击目标检测研究

水中兵器在对舰船目标攻击过程中受到海水混响杂波的影响,导致目标检测性能下降。传统方法采用时频分析方法进行目标检测,在信混比较低的情况下受到的干扰较强,导致虚警概率较高。提出一种舰船目标回波盲源分离的强海水混响背景下的水中兵器攻击目标检测算法。首先构建强海水混响干扰下的舰船目标回波模型,对舰船目标回波模型进行自相关匹配滤波,提取回波信号的高阶谱特征,实现目标信号的盲源分离,达到目标检测的目的。仿真结果表明,采用该算法进行目标检测,准确检测概率较高,降低了虚警概率,提高了水中兵器对目标的准确打击能力。     

精确制导技术在未来制导兵器发展中的应用预测(一)

本文根据未来制导兵器应具有基本功能，综合分析了现有各种制导技术的特点，给出未来制导兵器发展中精确制导技术的发展重点，并对每一种技术进行了较详细的论述，最后结合我国国情提出了发展制导兵器的建议。     

密封圈装置在水中兵器研发中的应用分析

密封圈装置是水中兵器装备中的一种关键和必不可少的机械部件。本文介绍了目前水中兵器研制中一些常用的密封圈装置和在未来开发中即将使用的新型密封圈装置。其中包括常用的○型密封圈、Y型密封圈、组合动密封装置、磁流体密封等等密封方式和装置。     

无人机跟踪地面目标制导控制方法

提出了基于自动驾驶仪的无人机跟踪地面目标的制导、控制架构,将"无人机+自动驾驶仪"的组合看作是以滚转角、飞行高度和速度为控制输入的动态系统。在横侧向,相比下一时刻,根据无人机的航迹方位角误差以及无人机与目标点在水平面内相对距离与期望盘旋半径的误差,给出滚转角指令的制导规律,并对制导指令的生成周期进行了研究;对于纵向,为降低目标状态估计对于姿态误差的敏感度,结合传感器分辨率的要求,给出了解算飞行高度指令的方法。无人机六自由度模型的仿真对比表明,所提跟踪制导律相比李亚普诺夫向量场法(LVFG)和切向量场法(TVFG)具有更优的稳定性和准确性。     

基于垂直声强流的水中目标深度分类方法

现有的基于声场干涉结构特征的目标深度分类方法的频率适用范围有限,仅适用于目标线谱频率激发前2阶简正波的情况.针对上述问题,该文提出基于匹配场处理的目标深度分类算法,该算法将垂直复声强无功分量作为匹配量进行目标深度的匹配估计,利用目标深度的粗略估计结果辅助进行目标深度的二元分类.算法适用于线谱频率激发前3阶简正波的情况,有效拓展了算法的频率适用范围.仿真结果验证了算法的可行性和稳健性.该文分析了环境失配情况对算法性能的影响.所提算法具有较高的准确性和稳健性.     

基于垂直声强流的水中目标深度分类方法

现有的基于声场干涉结构特征的目标深度分类方法的频率适用范围有限,仅适用于目标线谱频率激发前2阶简正波的情况。针对上述问题,该文提出基于匹配场处理的目标深度分类算法,该算法将垂直复声强无功分量作为匹配量进行目标深度的匹配估计,利用目标深度的粗略估计结果辅助进行目标深度的二元分类。算法适用于线谱频率激发前3阶简正波的情况,有效拓展了算法的频率适用范围。仿真结果验证了算法的可行性和稳健性。该文分析了环境失配情况对算法性能的影响。所提算法具有较高的准确性和稳健性。     

雷达/红外复合制导体制下的目标融合检测方法研究

文章介绍了主动式雷达/红外复合制导体制的特点,分析了海空背景及舰船目标的红外特性.为了滤除红外诱饵、箔条的干扰,基于现象学提出了一种目标检测新算法.首先确定海空背景下红外图像中的目标潜在区域并运用阈值分割检测潜在的目标;然后利用雷达获取的潜在目标的方位角信息生成虚拟图像;最后用生成的虚拟图像与红外检测图像进行"与"操作,实现融合检测.     

红外成像制导中目标识别方法探讨

目标识别是成像制导的一个极其重要的内容，其关键是目标的特征选择和提取。文章针对红外成像制导系统中的目标识别方法，特别是目标成像像奶少时的识别。分析了可以利用的目标特征，如目标的空间位置、运动参数、温度、灰度和图形等，并把它们应用地舰船目标的红外图像识别，通过计算机对实际录取的舰船红外图像进行了处理，取得了较为满意的结果。     

基于区域协方差矩阵的末制导目标跟踪

针对红外成像末制导阶段目标尺寸和姿态迅速变化的问题,提出了一种基于目标区域协方差矩阵的粒子滤波器目标跟踪方法。为了在红外成像末制导阶段精确跟踪目标以及抑制逐渐显现的图像细节,本方法以目标位置和大小作为目标状态,通过粒子滤波器跟踪在实时帧图像中的目标,并在图像金字塔上迭代定位目标以提高跟踪精度。为了适应目标大小的变化,通过实时更新目标模板(区域协方差矩阵)以调整跟踪窗的大小。选择多种目标特征构造区域协方差矩阵,作为目标描述符来匹配、定位目标。仿真结果表明,该方法不仅能适应末制导阶段目标尺寸的急剧变化,而且对红外成像末制导阶段目标能实现精确跟踪,表现了很好的鲁棒性。     

二维静电场问题的面片拼接等几何分析方法研究

等几何分析方法在求解静电场问题时,实现了几何模型和计算模型的统一以及自适应网格划分过程,然而受制于单个NURBS曲面片拓扑的局限性,单片等几何分析方法难以处理含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题.本文基于面片拼接技术,将单片等几何分析方法扩展到多片,并用来求解二维含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题,NURBS曲面片拼接处的控制点和网格细分前后要求必须匹配.由于NURBS基函数不满足插值性,在非齐次Dirichlet边界条件的处理上本文采用Lagrange乘子法进行处理.数值算例表明：修正后的多面片等几何分析方法可以很好地处理二维含角点非凸几何域静电场及多媒质静电场问题,且相比传统的有限元法,该方法具有自由度消耗小、精度高、收敛速度快等优点.     

用虚位移法计算静电场中电介质的受力

本文给出了用虚位移法计算静电场中电介质受力与用虚位移法计算静电场中导体受力的关系,从而说明了静电场中电介质受力的本质.阐明了静电场中电介质受力的计算可直接应用静电场中导体受力公式的原因,给出了计算介质受力时可以运用计算导体受力公式的条件,并给出了具体的例子进行说明.     

层流介质中曲面螺旋桨旋转对腐蚀静电场的影响

为了研究实际海水环境下螺旋桨转速及海水流速对舰船腐蚀静电场的影响,提出了一种层流介质条件下腐蚀静电场的求解方法.结合流体力学及电化学相关理论,建立层流状态下的曲面螺旋桨旋转模型,利用动量积分法和电化学方法分别求解层流介质下曲面桨叶表面的边界层厚度和极限腐蚀电流密度,基于该电流密度建立电偶极子模型对腐蚀静电场进行求解,并通过实验验证结论的正确性.结果表明：层流状态下,静电场的幅值大小随着螺旋桨转速及介质流速的增加而增加,在流速及转速较小时,理论数据与实验数据拟合程度较好.     

复杂静电场问题中电势零点选取的合理性

对一个复杂静电场问题分解为两个甚至多个子问题利用叠加原理进行电势求解时,如何合理地选取各个子问题的电势零点的问题进行了研究和讨论。首先讨论了电势参考点选取的任意性和相对性,然后通过一个实际的静电场问题引出了电势参考点选取的合理性。最后,从做功与能量和唯一性定理两个方面对电势参考点选取的合理性进行了分析与讨论。     

多重网格法求解三维静电场分布

本文将一种高效率的数值计算方法——多重网格法引入三维静电场分布的计算,多重网格法利用限制和延拓可迅速求得满足精度要求的场分布.研究了求解各种静电透镜电子光学系统三维场分布的多重网格法程序,验算了静电同心球模型的三维场分布.通过与目前在场计算中常用的有限差分法进行比较,可以看出多重网格法的计算效率和计算精度优于有限差分法.本文表明利用多重网格法计算三维场大大提高了场分布的计算效率,缩短了计算时间,因此为后续计算打下了良好的基础.     

一种基于压缩感知的导波场重构方法

导波场分析法可有效识别和表征结构损伤,但受限于奈奎斯特采样定律,全波场信号的采集耗时严重。为提高全波场信号的获取效率,现有方法依靠压缩感知和激光多普勒测振技术,以少量空间测点信号重构出原始波场,然而该类方法依赖具有一定随机性的抖动采样策略,在商用激光多普勒测振系统上不便实现。为解决这一问题,该文提出了一种基于均匀稀疏采样策略的导波场重构方法,并搭建压电片激励/扫描式激光多普勒测振仪传感(PZT激励/SLDV传感)实验平台,对含人工损伤的铝板进行实验验证。实验结果表明,该方法可将空间测点数减少到奈奎斯特采样点数的10%以下,并在导波场重构精度及损伤成像精度方面达到与抖动采样策略的同等水平,且提高了导波场分析法的实用性和工作效率。     

匹配场处理分布式多阵水下目标三维定位方法

针对水下目标定位问题,提出一种基于匹配场处理的分布式多阵列三维定位方法。首先,各分布式阵列节点采用非相干线性匹配场处理算法,独立对同一个目标进行深度和距离估计,然后对各节点的目标估计结果进行协同定位处理,采用线性最小二乘算法对水平方位定位结果进行修正,以各节点的目标定位深度均值作为目标深度估计。海上试验数据验证表明,所提出方法可有效地实现水下目标三维定位。     

计算机静电场模拟实验研究

介绍了基于计算机的静电场模拟实验装置,片上系统C8051F340自带A/D转换器对导电玻璃实时电压采集,数据通过RS232传输至计算机,在Lab Windows/CVI虚拟仪器中实现数据的平滑滤波、静电场分布示意图模拟以及数据的存储。实验装置具有操作简单、电场分布直观等优点。     

MEMS静电驱动器的场致电子发射效应研究

为研究MEMS静电驱动器的场电子发射效应,设计并加工了排斥驱动器和平行板驱动器两种不同结构的静电驱动器,实验测试了电极间漏电流随驱动电压的变化关系,验证了其满足场发射效应的FN理论公式,从而首次观察到静电排斥驱动器的场致电子发射效应.根据测试结果计算得到了所设计的两种MEMS静电驱动器的名义发射面积和场增强因子.由于器件自身的结构设计特征,平行板驱动器相对于排斥驱动器具有更大的名义发射面积和更小的场增强因子.