高精度狙击步枪弹与枪匹配设计方法研究

为了研究狙击步枪弹与枪匹配设计方法,基于非线性有限元理论建立了弹与枪相互作用数值计算模型,该模型是一个较为完善的求解弹头膛内发射过程的计算模型,通过对比试验结果与仿真结果证明了该模型的正确性。将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计,选取多个弹、枪设计参数作为控制因素,弹头质量偏心为噪声因素,弹头膛内摆动角为性能度量,采用正交试验法开展稳健性研究,获得了各参数在两水平值处的稳健特性;正交试验所得4组枪、弹参数匹配组合方案在有无噪声状态下的方案优劣结果与精度射击试验方案结果基本一致,证明了将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计的可行性、正确性。     

基于鲁棒主成分分析的红外图像小目标检测

鲁棒的小目标检测是红外目标搜索与跟踪的关键技术,提出一种改进的单帧红外图像小目标检测算法。该方法将原始红外图像通过预处理变换到新的红外块图像模式,在红外块图像上,将红外图像小目标检测问题转换为低秩矩阵和稀疏矩阵分离的鲁棒主成分分析(RPCA)问题。考虑到红外图像中噪声和杂波的存在,用交替方向方法求解带噪声的RPCA问题,获得稀疏目标图像,并对获得的稀疏目标图像采用简单的图像分割算法进行目标检测。对空天、海天、天云、海面4种不 同场景的红外图像小目标检测,进行仿真实验,结果验证了所提出算法的有效性。     

基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成

针对存在导向矢量失配和快拍数不足时,声矢量阵标准Capon波束形成器性能急剧下降的问题,提出了一种基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成算法。鉴于声矢量阵声压通道和振速通道的导向矢量误差来源不同,分别为声矢量阵声压通道和振速通道设计了广义旁瓣对消器;利用最差性能最优化的思想,将声矢量阵标准Capon波束形成器转化为稳健最小二乘估计问题;利用二阶锥规划求解。仿真分析表明,该算法在抗导向矢量失配、快拍数不足、阵元姿态误差方面均有良好的性能。     

一种基于方差约束H∞鲁棒滤波新算法

基于方差约束,研究一类不确定线性定常随机离散系统的H∞滤波问题。提出了一种鲁棒滤波的新算法,该算法克服构造对角矩阵约束性较强,缺乏一般性的缺点,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的同时满足方差和H∞约束的鲁棒滤波器,且在自由参数允许的前提下,与同类算法相比,其滤波增益较小,滤波误差协方差也较小。文中给出的数值算例验证了本算法的有效性。     

动力调谐陀螺平衡回路的全解耦鲁棒控制

动力调谐陀螺是一个双入双出的耦合系统,要使其具有测量功能,必须完成解耦。在设计解耦网络的基础上,充分考虑了相对于标称模型而言的系统中存在的摄动和不确定性,利用鲁棒控制的有关理论,设计了鲁棒控制器,在保证系统具有良好的动态性能的同时具有较强的鲁棒性。     

一种基于最优算法的导弹鲁棒稳定性评估方法

在对参数不确定性导弹控制系统进行多通道鲁棒稳定性评估时,传统方法在计算效率及结果可靠性方面存在不足。提出一种遗传-Nelder-Mead单纯形混合优化算法,利用遗传算法的全局搜索能力,寻找目标函数的近似最优解,并将其作为Nelder-Mead单纯形法搜索的初值,利用Nelder-Mead单纯形法局部寻优的优势,在近似解的邻域内搜索精确解。通过测试函数验证,算法在计算效率和计算精度方面都有很大提升。最后讨论了算法在导弹控制系统鲁棒稳定性评估中的应用价值。     

斜结构奇异值及其在实参数不确定性导弹鲁棒稳定性评估中的应用

针对结构奇异值(?)存在计算量大、下界不易计算等问题,提出基于斜结构奇异值的评估方法。将系统频率看作1个实不确定参数,构建不确定系统的状态空间表达式,将某一频率范围内各频点对应的结构奇异值计算问题转化为单个的斜结构奇异值计算,给出2种算法分别计算斜结构奇异值的上下界,并对实参数不确定性导弹的鲁棒稳定性评估对所提方法的准确性和实用性进行验证。结果表明:该方法是一种高效且准确的鲁棒稳定性评估方法,适用于工程应用。     

考虑循环寿命折损的主动配电网仿射可调鲁棒优化方法

针对主动配电网在源荷储协同下的不确定性优化问题,提出了基于仿射可调鲁棒优化的主动配电网运行策略。首先,考虑分布式光伏的可控模型、循环寿命折损的电池储能模型和ZIP负荷模型,构建了主动配电网优化运行模型。然后,采用椭球集合来描述分布式光伏出力的不确定性,并结合仿射策略形成优化模型中决策变量与分布式光伏出力不确定性变量之间的线性决策机制。最后,通过对偶变换将主动配电网鲁棒优化模型转化为一个确定性的混合整数二阶锥规划模型进行求解。在改进的IEEE33节点算例系统中对比验证了所提出的仿射可调鲁棒优化方法的有效性和优点。     

应用抗差估计进行海底勘探实时声学定位的方法

由于海底勘探实时声学定位过程中存在大量的野值和粗差,这些不合格的观测值若不经正确处理会严重影响海底应答器的定位精度。为此,分析了附加深度约束的交会定位、基于选权迭代的差分定位及考虑声线弯曲定位等方法的应用领域和局限性,从定位精度要求及可靠性角度出发,结合海底勘探声学定位数据采集需实时定位和单一方向航行的特点,提出了一种基于抗差估计的实时声学定位方法。首先,给定观测值可能范围进行野值剔除处理;然后,基于概率统计假设方法进行粗差探测;最后,构建极值函数确定观测值权阵,通过迭代计算求得海底应答器的空间位置。模拟仿真实验和野外实际数据验证表明：该方法有效地剔除了野值和粗差,得到了最优的无偏估计;与目前实时声学定位软件中采用的最小二乘估计比较,该方法提高了海底勘探声学定位内符合精度及定位结果的可靠性,满足了放样导航船实时进行航线修正的需求,保证了海底检波器放样精度。     

Robust Tomlinsion-Harashima precoding design with outdated CSIT

The channel state information at transmitter (CSIT) acquisition plays a key role in the multi-input multi-output (MIMO) system, especially for the precoding schemes. However it is unrealizable to acquire perfect CSIT in practice. In this article, an effective and practical dynamic CSIT model is introduced to acquire imperfect channel state information. For practicability, the channel temporal and spatial correlations are considered and the channel estimate and its error covariance are obtained by utilizing the outdated channel state information. Based on the dynamic CSIT mode, closed-form solution of robust Tomlinsion-Harashima precoding (THP) is derived by a Lagrangian approach. Numerical simulations are presented to demonstrate the performance.