铁路区间信号系统测试评估平台——信息传输通道的建模及仿真研究

铁路区间信号系统测试评估平台的研究是为了实现对信号系统的功能、可靠性及安全性的自动测试和评估,并为区间信号系统的研发或维护提供测试手段.铁路区间信号系统信息传输通道,作为铁路区间信号传输的途径,是铁路区间信号系统测试评估平台的重要研究对象,因此,信息传输通道仿真子系统是测试平台的一个关键子系统.针对移频自动闭塞系统信息传输通道的仿真,提出一种新的差分方程建模方法,并进行了仿真实现.     

混沌随机频率步进信号分析与处理

混沌具有类随机性、对初值敏感、易于产生和控制,频率步进信号易于工程实现和处理,结合二者的优势,提出一种基于混沌序列的随机频率步进雷达信号。介绍了信号产生模型,从理论上推导、分析了该信号的模糊函数和互相关函数性能,给出了信号直接相关和先排序存储、后匹配滤波两种回波处理方法。应用四种典型混沌进行数值仿真,并和已有的线性频率步进信号、高斯和均匀随机频率步进信号进行对比分析。结果表明,混沌随机频率步进信号具有较优良的性能,是一种有潜力的雷达信号。     

基于时延的宽带LFM信号DOA估计算法

针对常用宽带LFM信号DOA估计算法采样数据量大、运算量大的特点,提出了一种基于时延的宽带LFM信号DOA估计算法。先把阵元接收到的信号变换到频域,而后用极值频率点进行时延估计,并对各极值频率点的时延估计值进行加权平均,进而估计出宽带LFM信号的来波方位。仿真验证了该算法的合理性和有效性。     

耦合杀伤区射击次数与舰艇间距分析

研究了舰艇编队协同防空中满足一阶耦合杀伤区对来袭目标射击次数要求的编队舰舰间距配置问题。依据耦合杀伤区的概念,运用几何三角关系和解析法分析了一阶和二阶耦合杀伤区的纵深计算方法。并对给定杀伤区纵深的单舰和协同舰射击次数进行了研究,给出了射击次数模型及受目标投弹圈影响的耦合杀伤区纵深约束条件。对不同入射舷角的目标、不同速度的导弹类目标和不同高度、速度的飞机类目标3种情况下的射击次数与间距关系进行了仿真,得到了一些有益的结论,对编队近程防空队形的间距配置具有指导意义。     

扩频系统中一种FFT算法的快速捕获方法

针对高动态、大频偏的扩频系统采用了一种基于快速傅氏变换(FFT)算法的伪码快速捕获方法,该捕获方法是在搜索伪码相位的同时,通过频率扫描的方式搜索载波频率偏移值,将原来的伪码相位、载波频偏的二维搜索过程变成只搜索伪码相位的一维搜索过程,从而大大减少了高动态、大频偏扩频系统中的同步伪码的搜索的复杂度。理论分析和仿真结果都证实在不增加硬件复杂度的情况下,基于FFT算法的伪码快速捕获方法能够大幅度地缩短捕获时间,降低系统复杂度。     

基于DRFM的机载PD雷达干扰研究

针对传统干扰技术对PD雷达干扰的不足,噪声干扰对干扰机功率要求高,欺骗干扰产生的干扰数目单一,基于当前对抗先进体制雷达的手段——DRFM,对PD雷达干扰进行研究。通过将截获的雷达信号存储、处理,按程序设定的转发间隔重复读出当前采样信号并转发,产生了多个距离欺骗假目标;通过对每次转发干扰进行频率调制,产生了包含距离速度欺骗的一系列假目标;并经过Matable仿真验证了在PD雷达窄带滤波器中,出现多个距离或速度欺骗假目标。并通过仿真验证了干扰的有效性。     

Blast resistance evaluation of urban utility tunnel reinforced with BFRP bars

To improve corrosion-resistance of shallow-buried concrete urban utility tunnels(UUTs),basalt fiber reinforced polymer(BFRP)bars are applied to reinforce UUTs.As the UUT must have excellent survival capability under accidental explosions,a shallow-buried BFRP bars reinforced UUT(BBRU)was designed and constructed.Repetitive blast experiments were carried out on this BBRU.Dynamic responses,damage evolutions and failure styles of the BBRU under repetitive explosions were revealed.The tunnel roof is the most vulnerable component and longitudinal cracks develop along the tunnel.When the scaled distance is larger than 1.10 m/kg1/3,no cracks are observed in the experiments.When the BBRU is severely damaged,there are five cracks forming and developing along the roof.The roof is simplified as a clamped-supported one-way slab,proved by the observation that the maximum strain of the transverse bar is much larger than that of the longitudinal bar.Dynamic responses of the roof slab are predicted by dynamic Euler beam theory,which can consistently predict the roof displacement under large-scaled-distance explosion.Compared with the UUT reinforced with steel bars,the BBRU has advantages in blast resistance with smaller deflections and more evenly-distributed cracks when the scaled distance is smaller than 1.260 m/kg1/3 and the steel bars enter plastic state.Longer elastic defamation of the BFRP bars endows the UUT more excellent blast resistance under small-scaled-distance explosions.     

钎杆内孔的液压低频振动扩孔工艺实验

为完全去除中空钢钎杆内孔表面的氧化层和裂纹层的影响,采用深孔扩孔的方式加工钎杆内孔。针对深孔扩孔过程中存在的切屑排出困难、切削温度高、内孔表面加工质量差等问题,利用液压低频振动辅助枪钻对中空钢钎杆进行深孔扩孔,研究振动参数及加工参数对切屑形态、内孔表面质量、切削热的影响。实验结果表明:在转速为500 r/min、进给量为0.1 mm/r条件下,相对于普通扩孔,液压低频振动扩孔可减小切屑尺寸,减少切屑表面锯齿边缘现象,优化内孔加工表面,减少刀痕和划痕,降低加工温度。且当频率为36.7 Hz、振幅为0.58 mm时,切屑尺寸最小,内孔表面划痕最少,加工温度最低;随着进给量在0.80～0.12 mm/r范围内增大,切屑长度变大,内孔表面的刀痕和划痕增多;转速对切屑长度及内孔表面形貌影响较小。     

频域加权LQR控制器改进设计

基于线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)控制方法,设计一种频域加权LQR控制器;通过对其常用滤波器进行改进,提出一种新型滤波器设计思路。当振源频率低于执行器下限响应频率,导致执行器输出减小时,通过改变滤波器参数、增大低频部分权重及控制力,可提高低于执行器响应下限频段的控制性能。仿真结果表明,频域加权的方法可以提升LQR控制器在特定频域下的控制性能;基于新型滤波器的改进频域加权LQR控制器与未改进前相比,下限响应频率之外的控制性能得到进一步提升。     

北斗系统星载原子钟周期性波动的频谱分析校正方法

在建立卫星导航系统星座自主守时时间基准时,必须消除星载原子钟钟差数据中包含的周期性波动,以免将其引入系统时间。针对这一问题,基于国际卫星导航服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的北斗系统星载原子钟钟差产品,提出了一种基于频谱分析的星载原子钟周期性波动校正方法。通过比较校正前后钟差数据的频率稳定度性能差异,确认该方法能够消除由环境因素引起的钟差数据周期性波动。北斗系统各类卫星星载原子钟的性能在校正后都得到了提升。地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升50%左右,中轨道地球卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升23%左右,倾斜地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升15%左右。经过校正,北斗二号和北斗三号系统中的星载原子钟普遍达到了地面站铯钟的频率稳定度性能,为完全基于星载原子钟的星座自主守时提供了基础。