浅海中船舶轴频电场建模方法

为了对浅海环境中的船舶轴频电场进行建模,以基本模拟单元——水平时谐电偶极子为例,根据惟一性原理结合边界条件求解赫兹矢量势。通过电磁场与赫兹矢量势的关系式,推导了其在浅海环境下在海水中产生的电磁场的计算公式。对水平直流电偶极子在三层介质下的电磁场分布进行了求解,对其在海水中产生电场的空间分布特性及通过特性进行了分析。在实验室中模拟浅海海洋环境和水平时谐电偶极子,将水平时谐电偶极子和直流电偶极子在轴频段的电场分布仿真结果与实际测量结果做对比。结果表明,时谐电偶极子实际电场分布与理论计算结果一致,证明了推导过程和所得解析表达式的正确性;水平直流电偶极子在对轴频电场的信号包络中进行求解时建模精度高,可替代水平时谐电偶极子的计算模型,且具有更高的工程实用性。     

航天器编队飞行构形保持与重构的继电型控制

研究小偏心参考轨道航天器编队飞行构形保持与重构控制的工程实现技术。首先给出相对运动状态转移矩阵,并推导出常推力控制情况下相对运动状态递推的解析表达式;进而给出脉冲推力、连续变推力和继电型推力三种发动机的推力模型和示意图。分别将等速度冲量的三种推力模型代入相对运动状态转移矩阵中,比较相同条件下相对运动控制作用效果的差异,理论推导结果表明:在一阶意义上,三种推力模型对相对运动控制作用等效,因而航天器编队构形保持与重构控制可以基于继电型推力模型来实现。     

推力对舰载导弹出筒姿态的影响研究

针对高海情下舰艇运动对舰载导弹冷发射出筒姿态的影响问题,提出了改变弹射推力可能对导弹出筒姿态具有一定的优化效果。聚焦二者间的定量关系进行了研究,建立了舰艇运动的数学模型和发射系统的实体模型。基于不同等级海情下舰艇的运动幅度,采用虚拟样机技术针对导弹的出筒姿态进行了动力学仿真。仿真结果显示,提高弹射推力可以达到改善导弹出筒姿态的效果。当海情小幅超过发射允许值时,理论上可通过增加推力的方式满足发射条件。     

改进MUSIC算法超音速空速估计

为实现超音速气流基于声矢量传感器的空速测量,在分析马赫锥内等效声源特性的基础上,提出基于时空扩展改进MUSIC算法的空速估计算法,建立了声矢量传感器阵列模型和声波在超音速稳定气流中的传播模型,通过等效声源改进MUSIC算法实现超音速空速估计,并针对算法运算量大的问题提出快速算法。实验结果表明,所提算法能够准确地估计超音速空气流动速度,快速算法在损失较少精度情况下极大提高算法的实时性。     

低频小尺寸高精度空中运动目标定位算法

提出了一种基于声矢量传感器的低空目标定位方法,在小尺寸阵元和低频条件下,对空中目标的精确定位进行了仿真实验研究.采用实测的空中目标辐射的噪声信号对算法进行了分析,研究了不同信噪比和积分时间对定位算法的影响.研究结果表明,矢量传感器定向误差与波达方向无关;当矢量传感器尺寸为0.2m,积分时间50ms,信噪比10dB时,对实测的某型低空目标信号仿真,单个矢量传感器定向误差为1.2°,系统定距误差与传统的声压传感器定位系统相比,其阵元尺寸减小了一个数量级,而定位精度尚有较大提高.     

基于运载能力评估的固体运载火箭推力向量控制方案比较

从对运载能力影响角度开展固体运载火箭发动机推力向量控制系统比较分析研究。设计了三种采用不同发动机推力向量控制系统的多级固体运载火箭方案,将增广乘子法与共轭方向法相结合,对固体运载火箭上升段弹道进行了优化设计,给出运载能力评估结果。研究表明,起飞质量均为50 000kg,目标轨道均为300km太阳同步轨道时,采用栅格舵和侧喷流作为推力向量控制系统方案,比采用燃气舵和侧喷流作为推力向量控制系统方案,运载能力提高70kg,比各级固体发动机全部采用摆动喷管控制方案,运载能力提高115kg,为固体运载火箭总体方案论证提供理论依据。     

零彗差自由点条件下的失调光学系统波像差特性分析

基于矢量像差理论,对反射式光学系统的一类特殊失调状态——满足零彗差自由点条件展开研究,分析了该特殊失调下三阶彗差和三阶像散的全视场波像差特性,建立了三阶像散双节点位置的解析计算公式,研究发现该类失调不会引入三阶彗差,并且会导致三阶像散的一个节点位于中心视场附近,揭示了当前传统装调方法中仅采用轴上彗差为零作为系统完善装调的弊端,并基于像差特性分析提出了一种仅根据轴上视场引入定量失调误差前后的像差变化来评估系统完善装调的方法。利用CODE V(Version 10.2)对两反式光学系统进行了仿真分析,结果表明文中建立的模型和方法可定量分析三阶像散双节点的位置及该类失调对系统波像差的影响规律,并验证了所提出系统完善装调方法的有效性。     

基于声矢量传感器原理的目标被动定向算法

声测被动定向是声学监视技术的重要研究内容.为了实现对低空运动目标的声学监视,提出了一种基于声矢量传感器原理的被动定向方法,推导出了基于互谱法声强测量技术的定向算法,并对定向算法进行了分析和数值仿真.仿真表明:当传感器尺寸为0.28m、信号信噪比为5dB时,定向精度在2.5°以内.仿真结果说明,该定向算法是正确可行的,有较大的实用价值.该研究成果可直接用于空中运动目标,如飞机、导弹和无人机等目标的声测被动定向.     

灰色关联投影法的威胁排序算法

威胁评估与排序是作战系统和C4I系统必须具备的重要功能.结合多指标决策理论和灰色系统理论,提出了基于多指标决策灰色关联投影法的威胁排序算法.首先通过建立灰色关联判断矩阵将威胁排序转化为多指标决策问题;其次为缩小极端值的影响提出了基于信息熵的威胁指标权重算法;最后从矢量投影角度应用灰色关联投影值进行威胁排序;并分别研究了分辨系数和指标权重对威胁排序的影响.通过现代防空作战实例验证了算法的有效性和工程实用性.