联合包调度频谱切换和功率分配的跨层设计方案

针对认知无线网络频谱切换造成系统吞吐量损失和切换延迟较大的问题,提出了联合包调度频谱切换和功率分配的跨层设计方案。该方案根据连续时间马尔科夫链模型预测信道状态信息,调度器采用包调度算法对预繁忙信道次用户进行调度,并重新分配认知节点功率以提升系统吞吐量。仿真结果表明,相对于传统频谱切换算法,该方案可在降低认知用户中断率的同时使系统吞吐量提升约5%。     

基于改进遗传算法的破片杀伤战斗部优化设计

为改变目前破片杀伤战斗部传统“画加打”的设计模式,提高设计效率和设计质量,引入优化设计方法,通过对目标函数、约束条件以及分析模型的探析,构建了破片杀伤战斗部优化设计的数学模型。在破片杀伤战斗部优化设计过程中,采用引入多父体杂交算子的改进型遗传算法,从而改善了传统优化算法所遇到的病态梯度、初始点敏感和局部收敛等问题。以某聚焦式破片杀伤战斗部为例,运用此优化方法对破片杀伤威力和战斗部总质量两项指标进行了优化。计算结果表明,优化最终方案的各项性能指标均满足战术技术指标要求,与原方案相比,优化的目标对象得到了很大程度上的改观。该优化设计方法有效且普适性强,可为其他相关类弹药战斗部提供设计依据。为改变目前破片杀伤战斗部传统“画加打”的设计模式,提高设计效率和设计质量,引入优化设计方法,通过对目标函数、约束条件以及分析模型的探析,构建了破片杀伤战斗部优化设计的数学模型。在破片杀伤战斗部优化设计过程中,采用引入多父体杂交算子的改进型遗传算法,从而改善了传统优化算法所遇到的病态梯度、初始点敏感和局部收敛等问题。以某聚焦式破片杀伤战斗部为例,运用此优化方法对破片杀伤威力和战斗部总质量两项指标进行了优化。计算结果表明,优化最终方案的各项性能指标均满足战术技术指标要求,与原方案相比,优化的目标对象得到了很大程度上的改观。该优化设计方法有效且普适性强,可为其他相关类弹药战斗部提供设计依据。     

连续旋转爆轰三维流场的数值模拟

基于带化学反应的三维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值模拟。数值计算采用二阶精度波传播算法和二阶Runge-Kutta时间分步算法。通过数值计算得出爆轰波传播扫描照片,与相关文献中通过高速扫描照相机得到的扫描照片相比符合的很好,并详细描述了连续旋转爆轰波的三维流场及传播特性。数值结果表明,爆轰波能够以旋转方式沿预混气层稳定传播。在侧向稀疏波和前一次爆轰产物的共同影响下,二次爆轰波形成爆轰亏损。     

基于非对称模型的欠驱动无人海洋运载器轨迹跟踪控制

研究一类欠驱动无人海洋运载器（UMV）的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于非对称模型的积分反步控制方法。建立了非完全对称（左右对称、前后不对称）的欠驱动UMV水平面运动模型,考虑了系统阻尼系数矩阵和惯性系数矩阵非对角线元素存在非零项的问题;通过设计虚拟状态和控制输入反馈变换,解决了UMV轨迹跟踪控制过程中存在的角速度持续激励问题,得到了直线轨迹和曲线轨迹通用的跟踪控制器;在轨迹跟踪控制器当中引入跟踪误差的积分项,提高了UMV系统的全局稳定收敛速度,基于Barbalat引理和Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性。借助实验室半物理仿真平台进行仿真实验,与传统基于对称模型的控制算法对比,体现出了基于非对称模型的欠驱动UMV轨迹跟踪控制方法的优越性。     

一种新的线性调频脉冲信号参数估计算法

在采用传统Wigner-Ville-Hough变换(WVHT)进行线性调频脉冲信号检测和参数估计的过程中,当观测数据具有多个线性调频脉冲周期时,在估计参数真值处的输出信噪比不能因为观察时间的增加而变好,反而会在时频变换图中出现多个峰值,影响信号参数的估计性能。为此,研究了一种基于周期WVHT（PWVHT）的线性调频脉冲信号参数估计方法,给出通用信号的PWVHT公式并推导了线性调频脉冲信号的PWVHT公式,分析PWVHT输出信号的信噪比与观测时间和样本信号信噪比的关系,采用MATLAB对PWVHT进行线性调频脉冲信号参数估计的误差进行了仿真。仿真结果表明：在对多线性调频脉冲分量信号进行参数估计时,PWVHT的性能更优。在采用传统Wigner-Ville-Hough变换(WVHT)进行线性调频脉冲信号检测和参数估计的过程中,当观测数据具有多个线性调频脉冲周期时,在估计参数真值处的输出信噪比不能因为观察时间的增加而变好,反而会在时频变换图中出现多个峰值,影响信号参数的估计性能。为此,研究了一种基于周期WVHT（PWVHT）的线性调频脉冲信号参数估计方法,给出通用信号的PWVHT公式并推导了线性调频脉冲信号的PWVHT公式,分析PWVHT输出信号的信噪比与观测时间和样本信号信噪比的关系,采用MATLAB对PWVHT进行线性调频脉冲信号参数估计的误差进行了仿真。仿真结果表明：在对多线性调频脉冲分量信号进行参数估计时,PWVHT的性能更优。     

基于矢量匹配的扰动力矩消除方法

随着电机制造和驱动技术的不断发展,在航空航天器舵机地面测试中电机正在逐渐替代液压装置,并成为中小功率负载模拟器的首选驱动部件。由于电动、液压系统数学模型间存在相似性,将液压系统阀控缸模型特征方程的分解方法引申到电机加载系统模型的分解中,得到了电动负载模拟器结构参数与位置扰动力矩频域特性的对应关系,这个方法可称为电-液等效法。针对电动负载模拟试验中常用的扫频试验,提出了基于幅相辨识和遗传算法的矢量匹配法以消除扰动力矩。通过AMESim仿真和电动负载模拟试验台上的验证表明,矢量匹配法可将加载力矩控制误差的标准差控制在该电动负载模拟器额定加载范围（±15 N·m）的1%以内。该方法较之其他方法具有适应能力强、简单灵活等优点,可大大提高负载模拟器在正弦位置扰动下的加载精度。随着电机制造和驱动技术的不断发展,在航空航天器舵机地面测试中电机正在逐渐替代液压装置,并成为中小功率负载模拟器的首选驱动部件。由于电动、液压系统数学模型间存在相似性,将液压系统阀控缸模型特征方程的分解方法引申到电机加载系统模型的分解中,得到了电动负载模拟器结构参数与位置扰动力矩频域特性的对应关系,这个方法可称为电-液等效法。针对电动负载模拟试验中常用的扫频试验,提出了基于幅相辨识和遗传算法的矢量匹配法以消除扰动力矩。通过AMESim仿真和电动负载模拟试验台上的验证表明,矢量匹配法可将加载力矩控制误差的标准差控制在该电动负载模拟器额定加载范围（±15 N·m）的1%以内。该方法较之其他方法具有适应能力强、简单灵活等优点,可大大提高负载模拟器在正弦位置扰动下的加载精度。     

钽-氧化锆光纤黑体腔温度传感器特性参数测试

为了实现恶劣环境、狭小空间瞬态高温的测量,采用溅射、等离子体喷涂技术研制了蓝宝石光纤钽（熔点为2 997 ℃）-氧化锆（熔点为2 715 ℃）薄膜黑体腔瞬态高温传感器。设计了3支水电解的氢氧焰枪组成的恒温高温静态灵敏度标定装置和大功率高频可调制CO₂激光脉冲作为阶跃激励源的动态特性标定装置。测试结果表明：当静态灵敏度标定装置恒温区为1 721 ℃、传感器抗冲击能力达到50 MPa以上时,传感器测得的温度为2 802 ℃;当CO₂激光脉冲作为1 500 ℃高温阶跃输入信号时,测得该传感器时间常数为微秒数量级。     

引信振动压电发电机气流致声激励特性研究

为满足引信振动压电发电机的驱动性能要求,解决激励能量关键问题,设计了一个环形喷嘴—共振腔结构的喷注发生器声源。应用计算流体动力学方法,通过仿真模拟解释喷注激发声波致共振腔振动特性;用试验所测的响应电压与仿真获得的共振腔底部声压对比。研究结果表明：共振腔内的声压和轴向质点速度随时间的变化曲线近似于正弦波,相位差为90°,说明了在共振腔内形成了驻波声场;共振腔底部声压幅值和频率较稳定,且幅值较大;压电片的开路响应电压频率与仿真声压频率很接近,从而验证了喷注发生器声源产生纯音的特征。因此,这种根据气流致振原理设计的无活动零件的喷注发生器声源,有利于提高引信振动压电发电机的激励能量。     

一种由粗及精的视线追踪系统平面视线参数检测方法

针对视线追踪系统视线参数检测需求和现有方法的不足,基于亮暗瞳差分方案提出了一种采用由粗及精策略的平面视线参数检测方法。在暗瞳图像应用AdaBoost方法定位人脸,根据人脸五官分布先验知识初步确定人眼区域并标记暗瞳图像对应的人眼区域。在差分图像采用投影法确定瞳孔潜在区域,通过形态和尺度分析滤波定位瞳孔。对瞳孔进行边缘检测和椭圆拟合,提取瞳孔中心参数。在暗瞳图像瞳孔对应区域附近搜索并检测普尔钦斑并提取普尔钦斑中心参数。根据瞳孔和普尔钦斑中心参数获取平面视线参数。在视线追踪系统中的应用表明该方法能够可靠、精确的检测平面视线参数。     

TDMA 战术数据链混合时隙分配建模仿真

时隙分配是影响战术数据链性能优劣的重要因素。混合时隙分配方式兼具固定和动态时隙分配的优点,是一种较为新颖的时隙分配思想,但在报文时延和冲突率方面还有优化空间。以时分多址（TDMA）模式的战术数据链为例,提出了一种基于优先级的混合时隙分配策略,并以排队论为基础构建了其报文传输模型,通过仿真研究不同优先级报文的时延特性,结果表明,该时隙分配策略能较好地适应报文突发率高的复杂战场环境。     

一种减小正交频分复用系统峰均功率比的方法

介绍一种只需有效保持系统带宽效率的情况下,恰当选择各子载波的时域波形,为信道编码留下余地便可以改善信号的峰均功率比(PAPR)特性的技术方法。该技术是基于改进Nyquist脉冲反转双曲正切脉冲(FSECH)成形技术(NS),其思想是将原始数据序列和成形脉冲矩阵相乘产生新序列,使多载波的各子载波符号间具有一定的相关性。此方法便于实现,适用任何载波系统,对多载波系统,可以带来3 dB的抑制效果,给出CCDF和系统性能BER仿真图。     

网络化鱼雷控制系统存在不确定因素的稳定性分析

基于控制器局域网（CAN）总线的网络化控制系统结构和特点,以鱼雷航向控制系统为例,运用TrueTime仿真工具搭建了该网络控制系统的仿真框架,研究了网络传输延时、数据包丢失等不确定因素对该比例积分微分（PID）控制系统稳定性能的影响;并利用Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式（LMI）方法,针对存在不确定因素的影响来设计网络化控制系统的控制器。仿真结果表明,所设计的控制器减小了不确定因素对系统稳定性的影响,保证了系统稳定正常工作,实现了对网络化控制系统的优化处理。     

基于卡尔曼滤波算法的数据链延时补偿

为了减小数据链信息传输处理延时对空战态势判断的影响,将预测滤波技术应用到数据链系统中。研究了直角坐标系下的卡尔曼滤波算法,采用"当前"统计模型来描述目标的机动加速度,在数据链信息传输过程中增加了延时补偿和数据处理,并通过坐标变换将态势信息转换到极坐标系下以适合雷达测量需要。仿真结果表明,应用卡尔曼滤波补偿后系统误差显著减小,大大提高了空战态势的判断精度,取得了比较理想的效果。     

基于深度确定性策略梯度学习的无线反向散射数据卸载优化

无线驱动通信网络中,无线设备（WD）可以通过无线反向散射和主动射频传输两种方式进行数据卸载。如何合理分配系统中WD的主动传输和反向散射传输工作模式及其对应的工作时间,从而减小传输延迟、提高传输效率就显得尤为必要。在综合考虑卸载数据量大小、信道条件和WD之间公平性情况下,提出一种基于深度确定性策略梯度（DDPG）的数据卸载方法,在连续动作空间内搜索多个WD的最优时间分配。仿真实验结果表明：DDPG可在有限时间步长内实现算法收敛;由于引入了Jain公平指数,多个WD可同时完成数据卸载;与传统的均分算法、贪心算法对比,DDPG算法可将平均传输延迟减小77.4%和24.2%,可有效提高WD的能耗效率,尤其对于卸载数据量较小的WD效果更加显著。     

基于NTP 的航天测控网络对时系统

为了保证航天系统内时间的准确性和一致性,设计一种基于网络时间协议(network time protoco,NTP)的航天测控网络对时系统。针对各系统设备对时间的精确性和可靠性要求,在分析NTP基本原理和工作模式的基础上,建立了航天测控网络上的NTP对时系统架构,根据具体应用编程实现了NTP网络对时系统,并对该系统是否满足航天测控网络对时间精度的要求进行验证。实践结果证明:该系统能把全网中的用户设备时间偏差精度控制在1 ms以内,实现高精度的对时。     

相干分布式目标的方位估计

目标源之间的强相干性,引起接收数据的协方差矩阵的秩亏损,从而可能导致目标漏报。为了解决相干源的方位估计问题以及提高算法在低信噪比下的估计性能,本文提出一种改进的Toeplitz化方位估计方法,即子空间重构法。其原理是根据处理点目标相干源时的方法,对采样矩阵进行Toeplitz化解相干处理,并在此基础上对接收数据的协方差矩阵特征分解后得到的子空间进行重构,从而有效解决相干分布源的方位估计问题。仿真结果表明,该方法能够在低信噪比下提高算法的估计性能,并能有效地对相干源进行估计。     

基于小波包分析的数据VV＆C方法研究

将小波包分析的特点和优势应用到数据校核、验证和确认中,提出了基于小波包的数据VV＆C验证方法.通过对仿真数据和实测数据的定性和定量对比,证明了小波包分析在数据VV＆C验证方面的可行性.     

一种基于量测伪距的EKF移动长基线AUV协同导航方法

在移动长基线(MLBL)定位中,由于水声信号在水中传播速度较慢,以及被定位AUV的白身运动,导致AUV与不同浮标的距离是在不同时间不同位置测量产生的,所以应用移动长基线会产生一定的时间延迟定位误差.本文针对该定位误差,提出了一种基于量测伪距的EKF移动长基线时间延迟算法,该算法利用扩展Kalman滤波,通过对AUV的位置状态的前推,重构了系统的量测方程,实现了量测方程同系统的量测量在时间上的一致性,有效地解决了时间延迟产生的误差.理论分析与仿真结果均表明,该方法可以显著提高导航定位精度.     

导引头光电稳定系统稳定精度在线测试调整方法研究

针对弹体扰动对导引头光电稳定系统视轴稳定性的影响,对影响导引头光电稳定系统稳定精度的因素进行了分析,建立了稳定回路模型。基于在线半实物仿真思想,利用dSPACE系统,设计了光电稳定系统视轴稳定精度的测试系统。采用该系统对某光电稳定系统视轴稳定精度进行了测试,并对稳定回路控制器进行在线调整。该方法使设计的光电稳定系统满足了其稳定精度要求,获得比传统方法更高的效率。     

联机模拟飞行通信关键技术

为解决联机模拟飞行通信模块中的技术难点,对联机模拟飞行通信系统中的关键技术进行研究。基于UDP 数据传输协议,通过对时间进行算法处理,采用共享内存与信号量相结合的方式,对多飞机同步算法进行对比分析, 设计出最优算法,消除了网络延时和数据丢包的影响,并采用三次样条插值验证了插值算法的有效性。验证结果表 明,采用该设计方法可以大幅提升联机模拟飞行时数据传输的可靠性。