二维浅海波导中声场边界处理的谱无限元方法

针对传统无限元法在截断声场边界上计算精度低的问题,提出了一种基于GR (Gauss-Radau)插值的谱无限元法,以高精度处理无限远边界对声场计算的影响。首先,采用映射函数构建从自然坐标系到笛卡尔坐标系的节点转换函数,获得两种坐标系之间的映射雅克比矩阵;然后,利用基于GR插值的形函数,模拟单元节点的声压,结合映射雅克比矩阵,对二维声场波动方程进行变分处理,推导了无限单元对应的积分表达式,用于模拟实际浅海波导环境下无限远处的声传播。与基于镜像法的解析解和传统无限元法结果的对比表明：所提方法结果与解析解一致性高,相对误差约为1%,验证了该方法的有效性和准确性。     

管线最大通过能力求解方法研究

长输管线的密闭输送方式采取"泵到泵"接力运行,全线是一个统一的整体, 对管线最大通过能力的计算,要考虑前后泵站间的相互影响,进行迭代计算。针对长输管线 最大通过能力的两种求解方式:迭代法,通过逐步校核,调整计算结果的大小,使其逐步逼近 最终计算结果;分段计算法,分步校核,逐步搜寻全线"瓶颈"段,得到"瓶颈"段的通过能力, 即为全线最大通过能力。分别建立了数学模型,并基于Visual Basic 6.0编程,进行迭代运 算,得到了相应计算结果,对两种方法的理论方法、程序编写、计算结果进行了比较,用于指 导管线计算方法的选择。     

实Hilbert空间中一类K-正定算子方程的可解性及其迭代构造

证明了Petryshyn关于K -正定算子方程可解性的一个定理在实Hilbert空间仍然成立 ,并给出解的迭代构造法     

直瞄武器射击综合条件命中概率的研究

根据直瞄武器可对任意距离、任意形状目标进行射击的特性,建立了在平均弹着点与目标中心不重合时求解命中概率的数学模型,提出了以综合条件命中概率作为评价直瞄坦克对装甲目标射击的效率指标,利用心形分布函数对不同方位角上的条件命中概率加权求和计算综合条件命中概率.在实战模拟和火力运用研究方面具有良好的运用效果.     

基于迭代学习观测器的卫星姿态滑模容错控制

为解决卫星上反作用飞轮存在安装偏差、故障及外部干扰情况下的姿态控制问题,提出了一种基于迭代学习观测器的姿态容错控制方法。该方法通过设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对执行机构发生的故障以及安装偏差进行精确的估计。并利用观测器的观测结果设计滑模控制器,使处于外部干扰条件下的卫星系统在执行机构发生故障的情况下可以快速稳定地完成姿态机动任务。进一步基于Lyapunov稳定性定理证明了迭代学习观测器及控制器的全局渐近稳定性。针对反作用飞轮存在不确定性及故障的情况下进行仿真,仿真结果表明,与同类容错控制方法相比,所提方法可以更加快速精确地对故障进行估计并完成姿态控制。     

基于实际飞行数据插值的INS/GNSS组合导航仿真轨迹发生器

针对INS/GNSS组合导航仿真中,捷联惯导系统陀螺、加速度计信号高精度模拟问题,提出了基于实际飞行数据插值的动态轨迹解析生成仿真算法。对转换到地心惯性坐标系中的载体姿态、位置和重力场数据进行关于时间的样条函数插值,得到载体坐标系下陀螺角速率、角增量以及加速度计比力积分增量的高精度分段解析表达式。使生成的陀螺、加速度计信号符合载体运动学和动力学特性,反映杆臂效应影响,同时与经事后处理的实测GNSS伪距、伪距率等数据特征保持一致。提出了四元数约束插值算法,可满足四元数解析插值时范数为1的约束限制条件。基于某实际无人机飞行数据,验证了所提出算法的有效性,完全满足组合导航动态仿真精度要求。该算法也适用于其他高精度高动态导航系统和刚体运动控制仿真中的角运动、线运动传感器信号模拟。     

基于单元变形的网格间流场信息传递方法

针对单元网格发生变形重构中新旧网格之间的数据插值问题,提出一种基于格点格式有限体积法的流场数据传递方法。利用非结构动网格技术,将旧网格单元移动到新网格单元,同时时间推进求解流场控制方程,获得移动后旧网格单元物理量,并将其赋给新网格单元,以此来实现两套网格间的信息传递。计算结果表明,该方法在信息传递过程中没有引入插值误差,理论上流场求解方法的精度就是信息传递精度,验证结果表明其显著优于二阶插值精度。     

附加运动约束的MEMS惯性传感器融合定姿算法

针对MEMS惯性传感器因精度低、误差随时间累积导致无法满足长时间姿态测量要求的问题,提出了一种附加运动约束的姿态估计方法,即在以陀螺仪解算的姿态信息作为系统预测、以加速度计与磁强计解算的姿态信息作为系统量测的基础上,将载体运动约束作为虚拟观测量输入滤波器。同时,针对传统EKF算法精度不高的问题,提出了一种新的滤波融合算法,即迭代更新扩展卡尔曼滤波(iterated update extended Kalman filter,IU-EKF)。新算法通过将当前量测信息逐步引入量测更新过程实现后验状态估计,从而达到减弱观测模型非线性、提高滤波估计精度的目的。数值仿真结果表明:本文算法的姿态估计精度较传统的"双矢量法+EKF"模式有大幅提升。     

一种基于虚拟力的视频摄像头优化布置方法

为了提高视频摄像头网络的覆盖率,首先在传统虚拟力方法的基础上,给出了未覆盖区域对摄像头探测扇形区域几何中心引力的定义;然后,将视频摄像头网络总覆盖率作为目标函数,建立了有障碍情况下探测盲区节点的判别数学表达式。由于迭代优化过程与总覆盖率直接关联,克服了迭代优化过程不易收敛的难题,有效地提高了视频摄像头网络的探测效率。实验证明:所提出的视频摄像头优化布置方法能够有效地提高大空间有遮挡物情况下的视频监测覆盖率,对于大空间视频监控、视频火灾探测中的摄像头优化布置提供了一种有效的计算方法,具有一定的工程实用价值。