基于混合优化算法的单分量磁性定位方法

为解决现有磁定位方法的定位精度较大程度上依赖于定位参数初始值估计精度的问题,提出了基于混合优化算法的单分量磁定位方法.首先利用舰船垂向磁场的衰减特性构造了相关系数函数,该函数与测量面上磁场的拟合误差函数共同组成了一种新的多目标规划函数,然后将微分进化算法与方向加速法相结合形成了混合优化算法,再利用该算法通过多目标规划函数确定最优的定位参数解.实验证明,对于未安装定位系统的半合作舰船,该定位方法利用磁传感器所测目标的垂向磁场,能较准确地确定舰船相对于磁传感器的位置,定位结果稳定可靠,定位精度较高.     

基于舰船磁场模型的离线磁定位研究

目前,海上舰船磁场测量试验获得的数据一般为时间通过曲线,不能直接用于舰船磁场建模。为了解决上述问题,利用遗传算法良好的全局搜索能力,在目标舰船运动参数未知、磁探头存在姿态角的情况下,实现了一种基于单旋转椭球体磁场模型的离线磁定位算法.计算结果表明,该方法效果良好。     

基于一字形传感器阵列的磁性目标定位方法

针对直接反演法受地磁场影响大的问题,通过求解欧拉反褶积公式在水平方向的偏导数,提出了基于磁梯度张量的改进定位算法,并根据磁梯度张量矩阵的绝对值最小的特征值对应的特征向量垂直于位置矢量这一关系,给出了附加约束方程,无需任何先验信息即可得到唯一的定位解。为了消除地磁场的影响,设计和搭建了一字形磁传感器阵列探测系统,并利用有限差分法估算得到了类十字形张量探头中央的磁梯度张量。仿真及试验结果表明:改进算法相比直接反演法受地磁场的影响更小,定位精度更高。     

采用多目标优化的水下垂向单分量磁传感器定位

为确定水下布设的单分量磁传感器的准确位置,提出了基于多目标优化的定位方法。该方法利用测得的磁场数据,建立了以传感器空间位置为决策变量的多目标模型,并采用多目标粒子群算法对其进行优化求解。实验结果表明:该定位方法正确可行,可以解决单分量磁场均匀性导致定位误差大的问题。与传统方法相比,该方法具有定位精度高和鲁棒性强的特点。     

用于超导磁梯度测量的误差补偿方法

针对基于超导磁力仪的磁梯度测量模块结构,分析了磁梯度测量原理,并结合梯度计的安装误差,分析了超导磁梯度仪不平衡度干扰产生的原因,建立了干扰补偿模型并给出了模型求解方法。在此基础上,在不同环境下分别进行了无磁性目标和有磁性目标的磁梯度测量及补偿实验。实验结果表明:文中所建干扰补偿模型,在保留目标信号的基础上,能够有效消除环境磁梯度噪声,为实现磁场全张量测量提供了必要的技术支撑。     

基于粒子群优化算法的空中目标定位

受干扰条件下,雷达难以对空中目标准确定位。针对这一问题,提出了当多基雷达接收站在空间随机分布时,利用粒子群优化算法解决根据到达时间差对空中目标定位中遇到的非线性最优化问题。所建算法首先初始化一个随机粒子群,然后根据适应度值更新粒子速度和位置,通过迭代搜索最佳坐标。仿真结果表明,在参数设定合理的情况下,该算法性能稳定,能找到逼近全局最优点的解。     

预应力作用超磁致伸缩材料磁滞回线的温度敏感性分析

超磁致伸缩材料Terfenol-D具有应力温度敏感特性。通过循环油浴加热的实验方法,测量超磁致伸缩材料在力热磁耦合下的磁滞回线,发现预应力的增加有效降低了温度对材料低磁场性能的影响,材料显示了良好的低磁场温度稳定性能。试件在高预应力120 MPa、磁场强度300 kA/m的条件,磁化强度出现先增大后减小的现象,磁化衰减幅度得到减弱。     

一类不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制

针对一类非线性时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,讨论了不确定参数系统的鲁棒容错控制问题。当故障在失效的传感器以及失效的执行器发生时,且非线性不确定性满足一定的增益条件,通过基于线性矩阵不等式(LMI)方法各自给出了故障在传感器和执行器失效发生时,闭环系统渐近稳定的存在条件及相应控制器的设计方法。一个设计算例的仿真结果表明了该方法是有效的。     

基于虚拟力驱动的传感器网络节点定位

为了解决传感器网络节点三边测量定位的全局优化问题,提出了一种基于虚拟力驱动的节点最优相对定位方法。该方法建立了满足节点位置最优最小二乘估计需要的虚拟势能场模型,给出了一种基于虚拟势能场梯度的虚拟力定义新方法,证明了利用该虚拟力驱动节点定位的收敛性,提供了保证节点定位结果全局最优的方法。仿真分析表明,基于虚拟力驱动的节点相对定位方法能够解决节点相对位置的最优估计问题。     

舰船电场传感器水下定位方法

为提高船舶电场传感器在水下测量电场时的定位与姿态测量精度,设计了舰船电场传感器新型水下姿态位置测量装置,提出了利用该装置测量舰船电场传感器水下姿态位置的方法,并研究了水下姿态位置数据处理方法和位置、姿态计算方法。通过对水下姿态位置测量装置的测量误差分析,所设计的测量方法位置精度可控制在1m之内,是一种有效的船舶电场传感器水下定位与姿态测量方法。     

考虑地磁场空间梯度的飞行器磁干扰建模与求解方法

首先,在研究飞行器背景磁干扰模型与小信号模型的基础上,分析了地磁梯度沿纬度与高度的变化规律,分析可知由于飞行器的机动,地磁梯度会对测量结果造成影响;然后,考虑地磁梯度因素,对原有小信号模型求解方法进行了改进：飞行器在四个航向上做小角度的机动飞行,将地磁场沿纬度与高度的梯度作为未知量,与飞行器磁干扰模型中的剩磁参数、感磁参数和涡磁参数一起求解;最后,利用实测试验数据进行了验证,结果表明：考虑地磁梯度的影响与不考虑地磁梯度的影响相比,求解的模型参数可以在细节上进一步提高飞行器背景磁干扰的补偿效果。     

采用多种群搜索策略的微粒群算法调整消磁绕组

目前,常用的消磁系统调整方法一般都是针对舰艇磁场进行的,而较少考虑磁场梯度。为改善舰艇的磁隐身性能,应当同时考虑两者的有效衰减,由此确定的电流优化调整问题为多目标优化问题。为解决该问题,首先采用一种基于多种群搜索策略的微粒群算法分别求解两类目标函数的最优值,并将这两类最优值作为目标函数的归一化常数,然后选取一组适当的权重将多目标优化问题转化为单目标优化问题,并采用多种群微粒群算法求解该单目标优化问题。最后,采用一个典型的消磁系统优化调整问题来验证方法的有效性。实验结果表明:该方法不但能够实现舰船磁信号的削减,同时还能有效抑制舰船磁信号的波动。     

三维多目标纯测向无源定位方法

针对多传感器测向定位中方位配对的困难,提出分两步的三维多目标纯测向定位方法.该方法先利用方位信息,粗略估计目标二维位置,并采用方位角误差进行粗略的目标真伪判别,再采用蛙跳式梯度法精确求解目标的三维位置,并利用方位角与俯仰角偏差对目标真伪进行判别.仿真结果表明,该方法能快速地以较高概率、较高精度对多目标进行定位.     

舰艇磁场推算中边界元法的改进

在舰艇磁场推算中.仅需测量磁场垂直分量将更便于工程实现.针对这一需求,推导了边界面为一般柱面条件下边界元方程组的系数矩阵公式,给出了右端项的求法.将磁场的法向导数和标量磁位作了对换.再将磁场垂直分量作为已知的标量看待,使边界条件的获得更为方便.船模实验表明:该改进方法具有更高的推算精度.使用该方法可实现只需舰艇磁场的垂...     

弹道式导弹弹道多目标优化研究

以某导弹飞行程序设计为例进行了弹道式导弹弹道多目标优化研究。针对弹道设计中的多种约束和要求,建立了弹道多目标参数优化问题的目标规划法数学模型,进而采用约束变尺度法解决了最大射程及任一给定射程飞行程序选择问题,并进行了参数分析。为得到全局最优解,用正交试验法求取初始点;为提高梯度计算精度及速度,引入正交试验求梯度的方法,并作了改进,结合偏差积分法提出了新的梯度计算方法。     

位置信息场定位法在低精度测向传感器中的应用

多站无源定位中,测向交叉定位法是一种广泛应用的经典方法,但如何从多个低成本低精度测向传感器获得高精度定位效果的研究相对较少。目标位置信息场定位法在处理多目标定位问题时能够同时确定目标数目和多目标位置,对传感器测量数据具有较好的融合性能。运用目标位置信息场定位法,研究在感兴趣定位区域内用多数低精度测向传感器代替少数高精度测向传感器进行定位,并借助定位算法的GDOP对定位效果进行描述。理论分析与仿真实验表明,目标位置信息场定位法可以用于多数低精度测向传感器测向交叉定位,并且可以达到少数高精度测向传感器同样的定位效果,具有重要的应用价值。     

基于小波变换的声阵列定位技术

为了确定空中目标的位置,在传统的四元十字阵定位方法的基础上进行了改进,并用小波变换的方法把信号分成不同的频段,然后对分解信号进行重构,利用互相关技术计算时延,进而进行声定位.仿真结果表明该方法能有效提高定位精度.     

探地雷达的地下目标定位方法

目标定位是雷达需要完成的主要功能之一,提出了机载探测时的地下目标定位方法-多点测量方法.在建立电磁信号从机载雷达到地下目标传播路径模型的基础上,该方法利用合成孔径技术中多点测量的特点,利用机载探地雷达在不同位置的回波时间,建立并求解包含目标信息的方程组,实现机载条件下探地雷达对地下目标的定位.同时得到了地层媒质的相对介电常数,为地层研究提供了有力条件.     

多站时差定位中的病态性分析及其改善方法

在多站时差定位过程中,传统定位算法在传感器布站不合理的情况下通常会表现出明显的病态性,其导致定位结果不稳定、精度低。针对此问题,首先分析了时差定位过程中病态性产生的物理场景,并通过奇异值分解揭示了病态性的本质;其次根据时差定位观测矩阵的特征值分布特点,提出了一种改进的多站时差定位改善方法,该方法基于LS估计信息矩阵的条件指标进行奇异值修正,兼顾了目标定位的分辨率与方差,能显著提高多站时差目标定位的精度和稳定性,且没有增加系统和算法复杂度;最后将该算法与传统算法进行了仿真比较,结果证明了该算法优越性。     

中制导虚拟目标的定位参数研究

基于虚拟目标的优化导引中制导拦截弹道轨迹及其能耗与虚拟目标的位置紧密相关,决定该位置的参数包括中末制导交班距离和视场基准角等.首先研究了弹道特性随定位参数的变化规律并提出通过滚转实现视场基准角的负取值,在此基础上得出满足多约束条件的虚拟目标定位参数的设置方法.利用该方法所产生的虚拟目标与相应的优化导引律结合,可以很好地满足中制导的要求.