The joint signature of coherent systems

We investigate the joint signature of $m$ coherent systems, under the assumption that the components have independent and identically distributed lifetimes. The joint signature, for a particular ordering of failure times, is an $m$‐dimensional matrix depending solely on the composition of the systems and independent of the underlying distribution function of the component lifetimes. The elements of the $m$‐dimensional matrix are formulated based on the joint signatures of numerous series of parallel systems. The number of the joint signatures involved is an exponential function of the number of the minimal cut sets of each original system and may, therefore, be significantly large. We prove that although this number is typically large, a great number of the joint signatures are repeated, or removed by negative signs. We determine the maximum number of different joint signatures based on the number of systems and components. It is independent of the number of the minimal cut sets of each system and is polynomial in the number of components. Moreover, we consider all permutations of failure times and demonstrate that the results for one permutation can be of use for the others. Our theorems are applied to various examples. The main conclusion is that the joint signature can be computed much faster than expected.     

Satellite constellation design for forest fire monitoring via a stochastic programing approach

There is significant value in the data collected by satellites during and after a natural disaster. The current operating paradigm in practice is for satellites to passively collect data when they happen to fly over a disaster location. Conversely, this article considers the alternative approach of actively maneuvering satellites to fly directly overhead of the disaster site on a routine basis. Toward this end, we seek to compute a satellite constellation design that minimizes the expected maneuver costs for monitoring an unknown forest fire. In this article, we present a 2‐stage stochastic programing model for this problem as well as a accelerated L‐shaped decomposition approach. A comparison between our approach and the current operating paradigm indicates that our solution provides longer duration data collections and a greater number of data collections. Analysis also shows that our proposed solution is robust over a wide array of scenarios.     

导弹撞击角度与飞行时间两阶段控制制导律

为了实施饱和攻击,需要对撞击角度与飞行时间同时进行控制。通过一种导弹撞击角度与飞行时间两阶段控制制导策略实现导弹撞击角度与飞行时间控制。第一阶段:基于切换滑模思想在纵向通道内对导弹飞行时间进行精确控制,侧向通道制导指令采用传统的纯比例导引律。第二阶段:切换到含重力补偿轨迹调节最优制导律对撞击角度进行精确控制,与显式制导不同,该制导律显式包含重力补偿项。设计数值仿真验证撞击角度与飞行时间两阶段控制制导方法的有效性,仿真结果表明,所给出的撞击角度与飞行时间两阶段控制制导方法能够实现撞击角度与飞行时间的同时控制。     

带扩张观测器的三维有限时间收敛导引律

为了保证视线角速率在弹目碰撞前收敛到零附近的较小邻域内,从而达到准平行接近的状态,基于自抗扰控制的不确定性估计补偿思想,应用反演控制方法设计了一种考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性和目标机动的三维有限时间收敛导引律。根据有限时间收敛控制理论,严格证明了系统的有限时间收敛特性;为抑制量测噪声,将传统跟踪微分器进行改进并应用于扩张状态观测器与反演控制的设计中。仿真结果表明,在自动驾驶仪响应延迟情况下,所设计的导引律能够导引导弹在有限时间内精确地拦截高速机动目标;改进的跟踪微分器精度高、响应快;基于改进跟踪微分器的扩张观测器估计效果理想。     

临近空间高超声速目标跟踪技术研究

由于临近空间高超声速目标具有高速度、高机动的特点,对此类目标的跟踪是一个研究热点问题。提出了一种基于容积卡尔曼滤波的临近空间目标跟踪方法,首先分析临近空间高超声速目标的运动特性,建立了临近空间高超声速目标的运动模型。然后通过三站测得时差信息,实现了对临近空间目标的跟踪。最后,对提出的算法与扩展卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波进行了综合性能对比分析,并通过仿真结果验证了该算法的实时性有效性。     

时变最优条件数的目标要素解算方法

纯方位目标跟踪是一个典型的非线性问题,伪线性跟踪估计器是理论和工程上解决该问题的一类重要方法。针对纯方位观测模型伪线性化后,系统存在弱可观测性问题,提出了一种时变最优条件数的目标要素解算新方法,理论上给出了一个改善系统可观测性的最优乘数因子。在系统条件数和参数估计的收敛概率两个方面,数值仿真和实验数据验证都表明新方法要优于经典纯方位伪线性化方法。     

光纤通道调度算法研究

针对光纤通道协议中没有规定数据调度算法的问题,在满足系统实时性的情况下,经过对FC-AE-ASM协议的深入分析,提出一种基于令牌桶的优先级和加权轮转相结合的调度算法,同时给出了权值分配和轮转周期的确定方法。在以消息的延迟率作为算法性能的评价指标的基础上,经过仿真,对调度算法的性能进行了验证,结果显示出该算法可以很好地满足航空电子系统实时性要求。     

高炮群火力优化分配的指派模型

火力优化分配是高炮群指挥控制的关键环节。依据有严格理论证明和实用价值的指派问题及其解法(匈牙利法),构建了一对一射击和多对一射击情形下的高炮群火力优化分配的指派模型,探讨了该模型的求解,分析了该模型的实际应用,并通过具体实例对该模型进行了初步验证。该模型的解法被证明是多项式时间算法,满足作战实时性要求。实际应用表明该模型用于解决高炮群的火力分配问题是有效的。     

舰艇编队对空中目标的威胁程度判断模型

根据舰艇编队对空防御的要求,综合考虑了目标运动状态和历史战术动作,将目标攻击企图和攻击达成概率纳入目标威胁判断之中,建立了空中运动目标实时威胁程度判断模型,为编队防空作战火力组织提供了基本依据。该模型解决了传统静态威胁判断模型存在的一些问题,模型的仿真结果符合一般战术推理和经验判断,能较好地描述空中目标威胁程度的变化,可以为编队防空指挥自动化决策研究提供一定的参考。     

辐射源威胁排序模糊综合评判

通过对多批目标所载辐射源的威胁程度进行排序来判断多批目标的相对威胁程度是作战辅助决策的一种重要方法。建立了辐射源脉冲重复频率、辐射源方位、辐射源脉冲宽度等辐射源威胁评判指标体系并提出各指标的优属度函数。利用模糊多属性决策理论建立了基于不完全偏好信息的对多批目标威胁大小进行综合排序的模糊综合评判模型。实例证明该模型可行、有效,且便于计算。该方法不仅适用于辐射源威胁综合排序,而且适用于其它多属性决策问题。