拦截俯冲目标的数学模型探讨

假设俯冲目标运动轨迹依次为水平直线运动、匀速圆周运动．俯冲直线运动的三个阶段．在这个假设的基础上,推导出拦截俯冲目标攻击我舰（艇）和友舰的数学模型．较准确的快速计算出目标曲线运动参数．俯冲直线运动参数和弹丸发射诸元．     

基于改进IMM-UKF的弹道导弹再入段跟踪数据滤波?

针对弹道系数未知的弹道导弹再入段跟踪雷达测量数据滤波这类非线性强的滤波问题,提出可变多模型无迹卡尔曼滤波算法。利用无迹卡尔曼滤波逼近精度高,计算量小,适应于任意非线性模型的特点,将其作为多模型的基本滤波器;滤波算法根据各模型正确描述目标状态的概率,动态地改变多模型数量和模型参数。上述方法的综合运用,提高对目标状态估计精度,降低了计算的复杂度,仿真实验验证了方法的有效性。     

俯冲机运动参数的预测

俯冲机运动参数的预测是打俯冲机的关键问题,也是难点所在。本文根据俯冲航路的特点,导出适合俯冲“全航路”的弹丸飞行时间内目标运动平均速度向量(?)_p 的计算公式,并有选择地引用“平滑”结果(历史参数)与俯冲航路的统计规律用人工适时地装定保卫目标的座标相结合的方法,较好地求取了公式中的各个参数,从而使欲探讨的问题得到解决。     

基于改进IMM-UKF的弹道导弹再入段跟踪数据滤波

针对弹道系数未知的弹道导弹再入段跟踪雷达测量数据滤波这类非线性强的滤波问题,提出可变多模型无迹卡尔曼滤波算法。利用无迹卡尔曼滤波逼近精度高,计算量小,适应于任意非线性模型的特点,将其作为多模型的基本滤波器;滤波算法根据各模型正确描述目标状态的概率,动态地改变多模型数量和模型参数。上述方法的综合运用,提高对目标状态估计精度,降低了计算的复杂度,仿真实验验证了方法的有效性。     

高超声速飞行器俯冲机动最优制导方法

为解决高超声速飞行器俯冲段精确制导与机动突防问题,研究了机动突防最优制导方法。针对零化视线角速率降低突防性能的问题,在俯冲平面及转弯平面内分别设计了正弦形式的视线角参考运动,同时为进一步实现俯冲精确制导,以落速最大为性能指标利用最优控制对其进行跟踪,引入了伪控制量以简化最优制导问题的求解,最后分析了该方法的稳定性及制导性能。以CAV-H为例进行仿真分析,仿真结果表明该方法能够实现机动飞行,且能够高精度地满足终端落角及落点约束,可为高超声速飞行器俯冲段精确制导及机动突防提供参考。     

自适应采样数粒子滤波算法

基于统计决策规则提出自适应采样数粒子滤波算法,在定义综合性能风险函数的基础上,推导出粒子数与滤波误差方差之间的关系式,使得在跟踪过程中,可以根据目标的机动情况在线调节粒子数,以使跟踪性能达到最优。在Matlab仿真平台下进行了闪烁噪声下的机动目标跟踪实验,结果表明,自适应采样数粒子滤波算法是一种有效的机动目标跟踪方法,跟踪性能较基本粒子滤波算法提高了3.7倍。     

超音速反舰导弹拦截策略仿真

为了研究舰空导弹对超音速反舰导弹的拦截效果,首先建立了真比例导引舰空导弹的三维矢量拦截模型,在分析反舰导弹弹道特点的基础上,分别建立了其在巡航段、机动段、比例导引段和跃升俯冲段的三维弹道模型,然后仿真了舰空导弹对处于上述四个阶段的反舰导弹的拦截弹道,对比分析了不同阶段目标机动对舰空导弹过载性能的要求,以及对脱靶量的影响。结果表明,拦截机动段和跃升俯冲段难度要比另外两个阶段更大,如果时间允许最好在巡航段和比例导引段进行拦截。     

基于箱粒子滤波的再入弹道目标跟踪

弹道目标在再入段运动方式的不确定性和复杂性导致了跟踪问题呈现非线性、不精确性。为此,引入一种"广义粒子滤波"算法——箱粒子滤波算法对再入段的弹道目标进行跟踪。该算法有别于传统点量测和误差统计模型,采用基于区间分析的箱粒子来处理这类不精确性,更加符合实际系统的工作情况,且克服了粒子滤波因需大量粒子拟合带来的实时性差的问题。仿真实验将新算法与粒子滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法进行了对比。仿真结果表明,在确保了跟踪精度的前提下,新算法计算效率更高,是个很有效的跟踪再入目标的非线性滤波算法。     

基于反馈线性化及滑模控制的俯冲机动制导方法

以高超声速飞行器为研究对象,针对俯冲段精确制导及机动突防问题,基于反馈线性化与滑模控制研究了机动突防滑模跟踪制导方法。首先设计纵向俯冲及侧向机动弹道,其次利用反馈线性化将非线性运动方程转化为线性方程,基于该线性方程利用滑模控制对已设计的弹道进行跟踪,最终将线性跟踪制导律转换到非线性系统中获得非线性滑模跟踪制导律,该制导律完全基于飞行器当前运动状态,所需的相对运动信息大大减少。CAV-H飞行器制导实例仿真表明,该方法能够实现俯冲段精确制导及机动飞行,且对初始及过程偏差具有较强的鲁棒性,能够为高超声速飞行器俯冲段制导提供有益参考。     

敌机俯冲攻击对象的判定

根据俯冲飞行的特点,准确地判定敌机俯冲攻击对象是较好地预测俯冲机运动参数的前提和关键。本文采用人工和自动相结合的判定方法,较好地解决了此问题。     

基于目标运动角速度的火控滤波技术

在跟踪传感器可以提供目标运动角速度基础上,研究了一种将目标运动角速度信息引入火控滤波的方法。针对量测的目标运动角速度物理特性,研究了将目标瞄准线坐标系运动角速度转换为地理坐标系线速度的方法,利用标准卡尔曼滤波算法,将目标速度引入到火控滤波中。仿真结果表明,在保证目标速度精度条件下,引入目标速度信息可以显著改善火控滤波性能,缩短滤波收敛时间。     

基于粒子滤波的红外小目标跟踪方法

提出了一种基于粒子滤波的红外小目标自适应跟踪方法.首先根据红外小目标的特点,建立灰度统计直方图分布模型对目标进行描述,采用基于Bhattacharyya系数定义的距离进行相似性度量,建立目标观测模型,然后通过这个模型将粒子滤波和均值位移方法结合起来,实现对红外小目标的跟踪.实验证明,该方法能够较好地处理图像序列中由于局部遮挡所带来的影响,准确地对红外小目标进行跟踪.     

非线性滤波方法在水下目标跟踪中的应用

在对扩展卡尔曼滤波、不敏卡尔曼滤波和粒子滤波3种非线性滤波方法进行研究的基础上,对粒子滤波算法的重要性密度函数的选取方法进行了研究。结合水下目标的被动跟踪的应用背景,比较了3种滤波算法在水下目标跟踪中的性能差异。结果表明,粒子滤波算法能较好的用于非线性、非高斯条件下的水下目标跟踪。     

基于随机有限集的传感器网络多目标跟踪

利用有限集统计理论对声学W SN下的多目标跟踪进行了研究。首先利用F ISST理论对声学W SN下的多目标跟踪进行建模,然后利用粒子滤波对随机集最优贝叶斯滤波进行近似,提出了一种新的多目标跟踪方法。在粒子滤波执行过程中,为了有效地平衡计算量和跟踪精度,根据目标数目自适应地调整每一时刻的粒子数目。仿真结果表明在监视区域同时出现目标较少的情况下,算法能够及时发现目标的出现和消失,正确估计目标状态和数目。     

CS模型下IMM-PF算法在机动目标跟踪中的应用

为了解决机动目标定位跟踪问题,提出了一种基于CS(current statistical)模型的交互式多模型粒子滤波算法.在交互式多模型粒子滤波算法的基础上,计算CS模型的概率,自适应地调整CS模型中的目标加速度,反映出了目标的机动特性,充分发挥2种算法的优点,改善了CS模型的加速度不能自适应调整的缺点,提高了CS模型的自适应性和应用范围.另外,CS模型的自适应滤波方法由Kalman滤波改为粒子滤波.通过Monte Carlo对比仿真试验表明了该算法的可行性和优越性.     

弹炮结合武器效能仿真的毁伤模型

针对弹炮结合武器和所拦截空中目标的特点,探讨建立弹炮结合武器仿真的毁伤模型.分析了目标的轨迹特点,建立了空间杀伤区的表示模型,针对不同的俯冲攻击倾角,分别建立了详细的拦截纵深模型,最后给出了导弹和高炮武器分系统的可拦截次数模型.该模型能较精确地对毁伤效能进行仿真.     

自由飞行段弹道估计方法

主要研究空间预警系统利用星载红外传感器的视线测量估计弹道导弹自由飞行段弹道的问题。针对目标运动的弱可观测性 ,提出了位置与速度依次滤波的改进Gauss -Newton方法 ,解决了自由段弹道的最大似然估计问题 ,利用MonteCarlo仿真实验验证了估计方法的有效性 ,并对估计误差进行了分析。     

考虑流-结构耦合的体积约束拓扑优化

为实现流-结构耦合的结构拓扑优化设计,首先分别以水下结构固有频率和结构刚度最大化为目标,建立了渐进结构拓扑优化模型;然后,改进了网格独立滤波方法,提出单元尺寸滤波方法,将优化方法推广至设计域中单元尺寸存在差异较大情况的问题;最后,推导了目标函数以及在约束条件下的单元灵敏度,并采用双向渐进结构优化法对结构进行迭代计算。结果表明:刚度优化结果拓扑结构清晰,同时优化结构中未出现棋盘格现象,迭代过程收敛平稳;频率优化结果中,固有频率较初始设计域提升明显,优化效果显著,证明了单元尺寸独立滤波方法的有效性。     

目标运动角速度的火控滤波改进方法

针对目标运动的角速度测量信息,研究了目标瞄准线坐标系量测信息转换地理坐标系方法,同时分析了位置量测误差对目标速度的影响,建立了目标位置量测误差与速度误差关系。在此基础上,提出了一种基于最小二乘的量测预处理的改进滤波方法。仿真结果表明,改进的滤波方法提高了火控滤波精度及稳定性。     

时空结构分析的机动目标跟踪方法及应用

为进一步解决火控系统中机动目标跟踪问题,从时空结构角度提出跟踪机动目标的方法.分析了机动目标的时空结构,构造了机动目标的时空跟踪模型及其在火控系统中的应用,可解除滤波中的目标运动模型的假定,并可避免机动检测引起的时延和机动幅度估计.在模型的先进性、跟踪的实时性、准确度和精度方面较传统方法有明显的提高.