某高炮火控系统滤波器设计

对目前高炮火力控制系统目标滤波与预测进行了分析与研究。在此基础上结合工程实际设计了一种α-β滤波器,该滤波器的原理是把在连续系统中频率域的要求和在离散系统中Z域的要求转换成时域中在典型信号激励下的时间响应的特征值的要求,从而在时间域中以特征值的要求进行综合,再把综合的结果转换回Z域中,最终得到所确定的α-β滤波器,给出了α-β滤波器的Z传递函数、分析了α-β滤波器参数的确定,对α-β滤波器的静态误差进行了研究,对设计方案进行了计算机仿真和实际应用。     

机动驱动α—β和α—β—γ跟踪滤波器

本文介绍了用于高速运动航迹的一组新的α—β和α—β—γ跟踪滤波器的最佳增益。增益的选择是由机动航迹的真实加速度或“冲击运动”和雷达量测误差要求驱动的。机动驱动(MDF)α—β和α—β—γ跟踪滤波器的实现是直截了当而毫不含糊的。     

基于遗传算法的低探测概率稳态滤波器优化

低探测概率机动目标跟踪α-β-γ滤波器收敛速度和精度是一对难题.通过对目标机动域的划分,提出基于遗传算法稳态α-β-γ滤波器的参数优化.在滤波计算中,根据目标机动估计值并结合跟踪波门的设定实时调整滤波器参数.通过在目标位置信息可测条件下的稳态滤波仿真表明,经优化的α-β-γ滤波器跟踪精度和收敛速度显著提高,较好解决了滤波环境恶劣时稳态滤波跟踪问题.     

α-β法中数据粗量化输入时输出误差上限的分析

本文从α-β恒增益滤波器的估值递推方程出发,推导了数据粗量化输入时,该系统因量化误差引起的输出估值误差的上限公式,并针对α-β滤波系统稳定域中三个不同区域的粗量化误差上限进行了数值计算。计算结果表明,这三个区域的误差上限数值范围略有不同,但总的来说,该系统在稳态工作情况下输出粗量化误差的上限在(0.5q～0.75q)之间。显然由这种方法计算出的误差上限比实际输出的粗量化误差要大,但对于输入量化误差不能被看作均匀分布白噪声的粗量化输入的情况,这种分析方法可供误差分析的参考。     

用于跟踪机动目标的固定增益的二节估值器

二节α-β-γ估值器被推荐为跟踪机动目标的α-β和α-β-γ滤波器产生自适应增益的一种补充方案。本文的目的是,完成具有二节的固定增益的,可变维数的α-β-γ估值器的设计。二节α-β-γ估值器是由二节的卡尔曼估值器推导出来的,噪音方差化简矩阵和稳态误差协方差矩阵被作为稳态增益的函数。作为滤波器参数选择的步骤也随着对付机动响应的技术和用于置初始值的增益列表技术一起被给出来。常速目标的运动学限制也被结合进二节估值器中,形成α-β-γ估值器。给出了与α-β-γ滤波器性能相比较的模拟结果。     

一种基于多项式和α-β-γ滤波的双工跟踪模式研究

针对测控实时数据处理中,α-β-γ滤波器启动阶段弹道参数误差较大的问题,提出了一种双工的跟踪模式。该模式下α-β-γ和多项式滤波器同时对弹道参数进行滤波,只选取一套滤波后的数据输出,通过数据的优选,最终得到高精度弹道参数。理论分析和仿真结果表明:双工的跟踪模式跟踪精度高,适合实时系统应用。     

因果维纳滤波器均方误差计算公式的简化

从将时间序列的Z变换分解成物理可实现与物理不可实现两部分之和入手 ,通过严密的数学推导 ,简化了噪声与信号不相关时因果维纳滤波器的均方误差计算公式 ,证明因果维纳滤波器与非因果维纳滤波器的均方误差计算公式总是具有完全相同的形式 ,有助于对维纳滤波器的学习和掌握。     

α-β跟踪滤波器的零极点分析法

利用α-β跟踪滤波器的状态空间方程和离散传递函数之间的转换关系,将位置和速度的滤波及预报估计问题,转化为Z域内讨论根轨迹中零极点的分布问题,对目标平衡跟踪时滤波和估计参数变化规律给予了一种新的解释.     

组合滤波方法在实时数据处理中应用

针对某种滤波方法独立用于飞行器试验,引起实时数据处理精度欠佳的问题,为了提高实时数据处理精度开展组合滤波方法研究。分析飞行器轨道特点和滤波器收敛特性,提出了将飞行器的轨道按时域分段,根据不同时域以α-β-γ滤波为主、多项式中心平滑滤波为辅,或将主、辅关系颠倒过来组合使用,并将滤波器初始以及测量数据中断点作为特殊情况加以处理。结合以往工程实际应用的经验,给出不同时间段落和数据中断点的滤波器使用原则和控制流程,为组合滤波方法在工程上实现奠定了基础。     

提高视线转率精度的一种改进方法

视线转率算法的改进是提高视线转率精度的重要途径之一。提出了一种计算视线转率的修正的几何算法,并利用该算法改进了α-β滤波器,改进的α-β滤波器具有更高的精度,其性能与Kalman滤波器相当,但算法更简单、可靠。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于单目标双站测距的改进型三角定位法

针对不同传感器的测量值时间不匹配、定位精度低等问题,提出一种改进型三角定位法。引入α-β-γ滤波器,一方面对测量值滤波能够减小输入值误差;另一方面利用滤波得到的角速度和角加速度进行外推,将测量值进行时间配准,旨在提高定位精度。同时,分析了影响定位精度的几个因素,并进行了仿真验证。结果表明改进型三角定位法极大地提高了精度,并在传感器的布阵上给出依据,这对作战指挥决策具有重要的意义。     

相控阵雷达自适应目标跟踪算法的比较

本文介绍和比较了把时变更新时间引入三种基于αβ和αβγ滤波器的目标跟踪算法的效果。介绍了由此产生的性能指标,这些性能指标包括均方误差、平均更新时间和平均更新次数。更新次数是根据位置残差的平方根或立方根的倒数选择的。不出所料,在机动期间,αβγ滤波器产生的更新次数比由αβ滤波器获得的更新次数多,而在机动期间,用前者获得的残差较小。我们发现:当使用αβ滤波器时,根据残差平方根的倒数和当使用αβγ滤波器时根据残差立方根的倒数选择更新时间时,获得了更新次数和估计误差之间最好的兼顾。最后讨论了αβ和αβγ滤波器怎样结合才能跟踪机动目标。     

三角形线元的渐近展开与外推

本文通过正则坐标变换,把光滑域上的有限元解的误差估计转化为正六边形域上6PC剖分下的误差估计。在适当的条件下给出了三角形线元解的渐近展开式(u—u_h)(z)=c(u)h~2+o(h~3|lnh|)及外推估计式‖u-u_h‖_(0,2,M~h)=o(h~3|lnh|)。     

离散控制系统的 W′平面综合

本文应用映射概念沟通S 域、Z 域、W'域与离散化时域,描述了离散控制系统与连续控制系统综合中的内在联系和借鉴连续系统综合理论进行离散系统综合的方法。其续篇《离散系统的控制算法》将介绍工程验证系统的算法及流程。它们适用于应用微机控制器及其它类型计算机系统构成的跟踪器、稳定器的综合及工程实施。     

一个天基拦截器寻的制导的综合方法

在本文中,我们将目标状态估计和拦截器制导当作一个完整的寻的制导问题考虑。在以前的制导及状态估计设计过程中,状态估计及控制是当作两个问题考虑的。这种情况下,状态估计要求由捷联红外传感器提供方位测量值。本文考虑了如下完整的制导问题:准确的剩余飞行时间的估计,制导规律及Kalman滤波器的结构,选择的制导规律要求目标相对位置、相对速度及加速度的估值。因此为了估计这些值的量,设计了Kalman滤波器结构,它要求必须将目标距离当作滤波器输入,因为被动红外传感器只测量瞄准线误差,因此本文还描述了一种合成距离的方法。通过六自由度仿真,对从角测量至加速度指令产生的完整制导方案进行了研究。     

机动目标跟踪的修正输入估计(MIE)算法与自适应α-β算法

机动目标的跟踪是雷达数据处理中的重要问题,对此进行了探讨的代表性的算法有Singer算法、IE算法、VD算法、IMM算法等。本文提出了修正的输入估计(MIE)与自适应的α—β两种新算法。MIE算法性能与IE算法相当,但运算量比IE算法小。自适应α—β算法的性能略低于以上几种算法,但运算量则大大低于上述几种算法,在对性能要求不很高的情况下,采用这种算法是较为合适的。     

火控系统最佳采样率问题的研究

先从滤波器和信号的频域特性出发给出了滤波器在频域的采样率匹配原则。第二部分从滤波器预测误差最小的原则出发导出了一组求解最佳采样时间的方程,并给出部分计算结果。第三部分提出了速度平滑处理法,解决了提高采样率引起的速度估计误差增大的矛盾。随后给出了典型航路下,综合各影响因素的模拟跟踪结果,并与“×型”指挥仪的跟踪结果作了分析对比。最后提出了针对不同空中目标的最佳采样率的建议     

GBAS中抑制电离层异常的改进自适应Hatch滤波算法

针对单频地基增强系统(Ground Based Augmentation System, GBAS)中电离层异常时Hatch滤波器平滑精度降低问题,系统分析了电离层延时对Hatch滤波器平滑精度的影响,提出一种改进自适应Hatch滤波算法。根据卫星信号计算码载偏离度,并利用二阶线性时不变低通滤波器抑制码载偏离度高频信号,以实现电离层异常实时检测;建立平滑后伪距误差均方根与电离层延时变化率、伪距测量噪声标准差以及平滑时间三者之间的函数模型,并由此确定出Hatch滤波器最优平滑时间。利用GBAS原理样机进行验证实验,结果表明:自适应Hatch滤波算法能够根据卫星信号电离层延时变化率确定滤波器最优平滑时间,且当电离层异常时,自适应Hatch滤波器机载位置误差最大由1.15 m减小为0.43 m,从而验证了所提算法的有效性。     

具有和通道限幅的单脉冲雷达角精度的严格分析

本文给出了幅度比较型单脉冲雷达角跟踪误差的方差,该雷达和通道在角误差鉴别器前装有限幅器。误差表示式适用于任何发射脉冲形状和任何跟踪距离门宽度,但要求信号处理支路是匹配滤波器,并要求大的单脉冲信噪比。推导过程是严格的,推导中考虑了系统中固有的非稳态噪声。本文给出了矩形发射脉冲包络这一特定情况的实例。     

常系数αβ滤波器参数的计算机优化设计研究

给出了αβ滤波器的参数α和β与方差压缩系数、阻尼系数和阻尼振荡频率的关系公式,从系统稳定的角度对αβ滤波器的参数取值范围进行了讨论,对αβ参数的优化设计方法进行了研究,建立了优化设计模型,用Matlab编写了优化设计程序,并通过两个设计实例检验了模型的正确性。