应用于四旋翼无人机角速度估计的几何滑模观测器设计

对四旋翼无人机的角速度进行估计时,传统的基于单位四元数的滑模观测器需要引入强制比例重调,因而影响了跟踪精度。本文提出一种基于数值积分的李群方法的滑模观测器设计框架。该算法基于等变映射思想,在齐性流形空间的等价李代数空间中设计滑模反馈,从而避免了直接在流形空间中设计反馈的复杂性,并消除了传统方法在每个积分步骤中强制加入的比例重调,提高了观测器的跟踪性能。仿真结果表明,几何滑模观测器算法可以有效的对四旋翼无人机的角速度进行估计。     

基于递推最小二乘的单站无源定位仿真分析

为达到无线射频注入的定位精度和实时性要求,提出采用递推最小二乘算法(RLS)进行定位.首先讨论了无线射频注入的定位精度需求,建立了机载无源单站定位模型,得出了最小二乘(LS)解.然后依据无线射频注入的实时性要求将其转化为递推形式.仿真结果表明,RLS算法与LS算法的定位精度和收敛速度接近,但前者实时性好,运算复杂度低,所需存储空间小,能够满足无线射频注入的定位需求.最后依据仿真结果给出了提高定位精度和收敛速度的措施.     

抗差最小二乘估计在惯组外场标定中的应用

惯组在外场进行标定时常常会受到环境的振动干扰,从而会对惯组的标定精度造成极大的影响.为解决这一问题,在分析了粗差对惯组标定精度影响的前提下,建立了一种改进的辨识惯组误差系数的数学模型,使其能够分辨出那些受到振动干扰影响的惯组误差系数.最后利用抗差最小二乘估计对惯组误差系数进行处理,通过等价权函数的连续降权和连续减弱影响处理,抵制了异常数据对惯组标定精度的影响.仿真结果表明,抗差最小二乘估计具有很强的抗差能力,能有效减弱异常干扰对参数估计的影响,提高惯组外场标定的精度和数据的可靠性.     

机载红外搜索跟踪系统探测性能评测标定

针对机载红外搜索跟踪系统(Infrared Search and Track,IRST)理论与实际战场探测能力之间的较大差异,提出了IRST系统探测性能评定的方法。对机载红外探测系统探测性能指标进行理论分析,选取探测点源目标的噪声等效辐照度作用距离模型进行分析改进;探讨作用距离与探测概率之间的关系;根据IRST系统工作方式,推导出系统物理扫描概率和目标发现概率计算公式;分析目标发现概率与系统作用距离以及载机速度之间的关系;搭建双余度反馈IRST系统探测概率测试平台,制定实验评测步骤,提出一种对探测系统性能进行评估的方法,该方法简单可靠。仿真实验结果表明,满足一定的探测概率下,系统作用距离极限可达到60km;通过半实物仿真平台的测试,实验结果较好地验证了所建模型的合理性。     

干扰近似OFDM/OQAM系统半盲信道估计

非合作通信背景下,针对传统干扰近似法（Interference Approximate Method, IAM）进行OFDM/OQAM系统信道估计需要导频符号值作为先验信息的问题,提出一种基于OQAM符号特征的IAM（OQAM Characteristic Based-IAM,OCB-IAM）估计算法。该算法利用OQAM实符号的有限集特征,将信道衰落系数幅度和相位分开估计,在仅获得导频位置而未知导频符号值的条件下实现了OFDM/OQAM系统半盲信道估计。并且证明了OCB-IAM算法由于利用接收符号的二阶统计量将高斯白噪声变为非随机的单音干扰,从而在中低信噪比条件下具有优于IAM算法的估计性能。仿真实验验证了理论推导的正确性和OCB-IAM算法的可靠性。     

纯方位跟踪时利用方位变化规律检测目标机动问题

针对纯方位跟踪中目标变向变速机动导致方位信息可能出现的非平滑变化,首先推导出观测平台与目标均匀速直航时目标方位变化的准确规律,运用最小二乘估计法选取了模型参数并设定了阈值的大小,并设计出具体的算法流程,通过仿真计算,对本算法的可行性进行了验证。结果表明,方位变化规律作为目标机动检测的证据具有一定的可行性,但在一些特殊的态势下,检测灵敏度不高,并对这些态势时行了分析。     

低信噪比条件下改进ESPRIT方法

在低信噪比时,针对估计信源DOA实时性的问题,提出了一种新的适合于ESPRIT算法的多级维纳滤波器(MSWF)结构,找到了一种能判别信号子空间的方法。首先将多级维纳滤波器(MSWF)与ESPRIT算法相结合,采用多级维纳滤波器(MSWF)的前向递推,得到子空间,不需要通过特征值分解。低信噪比时,针对噪声子空间泄漏到信号子空间的现象,提出一种判别方法,找到了更精确的信号子空间,结合ESPRIT方法实现信号的DOA估计。由于该算法实现了真实的信号子空间的判断,因此,比传统基于MSWF算法具有更高地估计精度。特别是在低信噪比时,增强了算法的实用性,仿真结果证明了算法的有效性。     

多管火箭炮重复毁伤概率模型及仿真

针对火箭炮武器系统对集群目标射击中重复毁伤概率无法求解的问题,基于火炮射击理论和毁伤理论,建立了火箭炮对集群目标射击时重复毁伤概率模型,基于像素法和矩阵法对作战想定中的重复毁伤问题进行了仿真,并与模型所得理论计算结果进行了对比分析。仿真结果表明:重复毁伤模型具有较高的精度,适用于火箭炮武器系统对集群目标射击中有效毁伤效率的校正和重复毁伤概率的求解。     

气浮箱型结构纵荡运动水动力系数解析研究

基于二维微幅波理论,采用特征函数展开和匹配渐进法建立了气浮箱型结构纵荡运动的解析解,将Matlab程序计算结果与MOSES数值模拟结果进行了对比分析,验证了程序的合理性;进而对不同吃水、不同水深下结构纵荡运动的附加质量系数和阻尼系数的幅频变化规律进行了研究。结果表明:由于未考虑结构内部气体的可压缩性,数值模拟结果大于程序计算结果,MOSES计算结果偏安全;在一定频率区段上,吃水的增加对结构附加质量系数和阻尼系数有显著影响;随着水深吃水比的增加,结构的附加质量系数和阻尼系数呈增大趋势,只有在圆频率为0.65~0.9 rad/s时呈减小趋势,而阻尼系数则呈增大趋势。     

基于自适应二阶终端滑模的航天器有限时间姿态机动算法

针对航天器有限时间姿态机动问题,提出一种自适应二阶终端滑模控制算法。设计一种终端滑模面,保证系统状态能够在有限时间内沿滑模面收敛到系统原点;为克服系统抖振,设计了二阶终端滑模控制器,并采用参数自适应估计项补偿系统中的外部干扰力矩。基于Lyapunov函数法证明了二阶自适应终端滑模控制器能够保证闭环系统实际有限时间稳定。仿真结果表明,提出的姿态机动算法响应速度快、精度高,能够有效实现对系统抖振和外部干扰的抑制,具有重要的科学意义和工程应用价值。