基于路径规划的敏捷卫星姿态机动反馈控制方法

为了避免奇异状态,单框架控制力矩陀螺(SGCMG)操纵律要求框架角进行快速转动,需要消耗较多的能量,并会对SGCMG和卫星系统带来一系列潜在危害。针对该问题,提出基于路径规划和反馈控制相结合的姿态机动控制方法。根据固定时间姿态机动的任务需求,以能量为优化指标,采用伪谱法优化机动路径并回避奇异状态;将最优控制量作为参考数输入,并利用基于系统限制状态的反馈控制方法消除不确定性和扰动的影响。反馈控制基于名义输入进行数值积分得到的预测状态量,并与期望终端状态比较形成控制误差信号。该方法将卫星和SGCMG作为整体规划姿态运动,能够有效避免奇异状态。结合工程实际,在闭环控制仿真中考虑了卫星角速度和SGCMG框架角的初始偏差。仿真结果表明:本文算法能够有限避免奇异状态,且能消除初始姿态角速度和框架角不确定的影响。     

神经网络在精确打击目标识别中的应用研究

目标识别正确与否直接影响到防空火力的部署、分配及有效打击.利用BP神经网络识别精确打击目标并进行了仿真实验.建立了样本库,提取图像的不变矩作为神经网络的输入量,分别采用基本梯度下降算法、有动量和自适应学习速率梯度下降算法和Levenberg-Marguardt优化算法训练BP网络.仿真结果表明,不变矩理论很好地解决了3维物体的2维图像在旋转、平移、缩放时能否成功提取图像特征的问题,而采用LM优化算法的BP神经网络训练速度快,识别准确率高.     

单框架控制力矩陀螺部分失效时的空间站姿态机动方法

对金字塔构型单框架控制力矩陀螺(SGCMG)的失效特性进行分析。结合SGCMG部分失效的特点,构建运用Legendre伪谱法的重规划姿态机动路径求解方法。考虑SGCMG失效情况的不可预测性,设计自适应操纵律,该操纵律可以根据指令力矩与输出力矩的偏差对SGCMG的失效情况进行诊断,从而调节操纵律的内部参数,实现失效情况操纵律的自适应调节。仿真结果表明,采用姿态机动路径重规划算法与自适应操纵律,在控制力矩陀螺部分失效的情况下,仍可以实现空间站的大角度姿态机动。姿态机动方法可以有效应对空间站大角度姿态机动过程中可能出现的SGCMG部分失效情况,从而提高空间站姿态机动任务的安全性与可靠性。     

最小树的均匀传感网信息分发共享路径优化技术

针对均匀传感网中的协同探测信息分发共享路径优化与控制问题,引入图论中最小树的相关定义,建立数学规划模型,考虑节点任务优先级相同等约束条件,并研究了基于生长法的最小树矩阵求解算法,分析了算法复杂性;且用实例验证了该技术在均匀传感网信息分发共享路径优化中的适用性和易操作性;最后提出了值得进一步研究与探索的问题。     

Riccati传递矩阵法在潜艇结构强度和稳定性分析中的应用

运用Riccati传递矩阵方法,建立了旋转壳单元的场传递矩阵,推导了肋骨和母线倾角不连续位置的点传递矩阵,在推导中考虑了肋骨各方向可能的变形,编制了用于分析组合加肋旋转壳应力和稳定性的计算机程序(应力程序SAPRi,稳定性程序BAPRi)。利用SAPRi程序和BAPRi程序对潜艇耐压结构的典型结构算例进行了应力和稳定性分析,并将计算结果与理论结果或商用软件(MSC/NASTRAN)的计算结果进行比较,表明该程序结果正确可信,计算速度快,适合于工程应用。     

冲激杂波下的圆阵天线二维DOA估计方法

为提高复杂电磁环境下海上通信的安全性、可靠性及抗干扰能力,舰船采用均匀圆阵天线实现有向通信,达到不需转动天线也能形成360°均匀覆盖的波束和干扰零陷的目的。针对存在显著冲激性噪声时传统波束形成方法不能得到满意结果的问题,提出了一种非高斯稳定分布噪声模型下均匀圆阵分数低阶矩MUSIC韧性波束形成新方法,并对比分析了所提的分数低阶矩MUSIC与传统MUSIC方法在稳定分布噪声下的波束形成性能。结果表明,新方法的DOA估计性能优于传统算法,适应复杂噪声环境的韧性强,应用前景广阔。     

失效概率函数求解的高效算法

结合基于分数矩约束的极大熵方法和替代模型法,发展了一种失效概率函数求解的高效算法。所提算法的基本思路是利用自主学习的迭代Kriging方法来构造失效概率函数,即采用较少的训练样本来构造粗糙的失效概率函数,在此基础上通过添加新的违反学习函数约束的样本来更新失效概率函数,直到达到精度要求。对于每一个分布参数的训练样本点,所提方法采用分数矩约束的极大熵法来求解相应的失效概率样本。由于分数矩的计算采用了高效的降维积分,并且由于分数矩约束下极大熵法中优化策略高效地逼近了响应的概率密度函数,从而使得失效概率样本能够被高效高精度地估计出来。为了检验所提方法的精度及效率,给出了两个算例,对比了所提方法与已有的失效概率函数求解的Bayes公式法及Monte Carlo法等,结果表明,所提方法适用于求解复杂的功能函数问题,且在满足精度要求的基础上大大降低了计算量。     

矩量法求解细直导线电荷分布的电势

简述了矩量法的基本概念和利用矩量法求解电磁问题的一般思路,并应用矩量法对细直导线的感应电荷分布和电势进行了计算。     

短波基站水平双极天线及鞭天线间耦合的矩量法分析

将相互耦合的天线视为辐射体和加栽散射体,采用矩量法计算天线和耦合天线的电流分布,由源和加裁段的电流算出天线间的耦合度.根据以上方法,对短波基站常用的40 m水平双极天线和10 m鞭天线在各种典型架设方式下的耦合度进行了计算.计算结果表明,两副天线采用相互正交的极化和对称布局可显著减小耦合度.