态势估计中的二维模糊空间知识处理

空间推理是态势估计中的一个重要组成部分。针对海战态势估计的要求,建立了模糊确定性下二维空间点、区域,以及几种对态势估计中常用的空间关系的数学模型和用来确定空间关系的计算方法。     

基于采样的非线性滤波方法

在系统阐述贝叶斯估计理论的基础上,分析和总结了扩展卡尔曼滤波、Sigma点卡尔曼滤波以及粒子滤波等方法的特点、使用条件以及局限性.介绍了扩展卡尔曼滤波方法并指出其缺陷;介绍了无轨迹卡尔曼滤波、中心差分卡尔曼滤波等确定性采样方法,并在加权统计线性回归意义下将其归结为Sigma点卡尔曼滤波方法;介绍了随机采样方法-粒子滤波方法,并指出其主要的研究方向.最后,对非线性滤波的发展趋势进行了展望.     

基于CFP模型的装备系统能力开发方法

基于系统能力的装备系统开发能够使装备发展更好地适应未来战争。首先建立系统能力-功能-性能(简称CFP)概念模型,进一步定性分析系统能力与性能参数之间的映射关系。然后提出了在n维参数空间进行影射关系函数轨迹拟合的方法,定量地描述系统能力与性能参数之间的映射关系,建立CFP模型。最后以简例演示基于CFP模型进行定量系统能力开发的方法。     

基于非均匀线阵和修正MUSIC算法的DOA估计

研究了基于非均匀线阵的DOA估计问题。提出了利用修正MUSIC算法进行DOA估计,并设计了对称布阵方式。仿真结果表明在对称布阵非均匀线阵中使用修正MUSIC算法,空间谱分辨率高、栅瓣小,且分辨率要高于均匀线阵。本算法获得了较高的空间谱分辨率,提高了DOA估计性能。     

曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法

针对传统亚像素配准算法存在精度不高、计算复杂的问题,提出了一种曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法。采用9点相关系数曲面拟合法对图像进行粗配准,求得一个相对粗略的亚像素配准位置;在两幅图像中选取相同尺寸的子区图像,在粗略的亚像素配准位置基础上,采用梯度法最终获得精确的亚像素配准位置。不同平移关系下的样本图像亚像素配准对比实验结果表明,该算法实现了曲面拟合法和梯度法的优势互补,有效提高了图像配准的精度,最大配准绝对误差由0.17像素降低为0.02像素。     

高平面分辨率穿透成像雷达的研究与实现

穿透成像雷达利用电磁波对介质的穿透特性,对非金属介质内的不连续点进行高分辨成像。为实现该雷达系统的毫米级高平面分辨率、高探测效率和高便携适用性,设计了高平面分辨率穿透成像雷达系统。采用连续波体制和快速扫描空间采样方案以确保小型化和高成像性能,实现了一体化雷达射频前端;提出了参数未知条件下的自聚焦成像处理等数据处理方法,研制了穿透成像雷达系统样机,质量仅为2.5 kg,可单人手持操作;开展了成像分辨率和穿透能力实验测试,验证了方案的可行性和有效性。     

基于极坐标多普勒伪状态的最佳线性无偏估计算法

理论和实践已经证明,除位置量测外,包含目标速度信息的多普勒量测具有有效提高目标状态的估计精度的潜力。基于目标匀速运动场景在直角坐标系下提出了一种可使用多普勒伪量测(即距离量测与多普勒量测的乘积)和多普勒伪状态的跟踪算法。从理论上讲,它是在最佳线性无偏估计准则下的近似最优线性无偏滤波器,并且避免了量测转换方法的根本缺陷。通过与目前几种流行的方法进行仿真比较,验证了新算法的优越性和可靠性。     

新型舵机结构运动分析与仿真

根据旋转弹弹道修正要求,提出一种基于4R空间机构的电动舵机结构,建立了理论分析模型,以空间机构学运动分析为基础,推导了机构输入、输出转角关系,绘制了理论分析转角曲线,建立机构三维模型,通过多刚体及刚柔耦合仿真验证分析了舵机转角关系和运动副受力情况,研究了该结构的可行性。计算分析结果表明,该舵机具有结构简单,动作可靠的优点,能满足舵机控制的转角精度和响应频率要求,适用于简易制导弹药。     

Single‐commodity stochastic network design under demand and topological uncertainties with insufficient data

Stochastic network design is fundamental to transportation and logistic problems in practice, yet faces new modeling and computational challenges resulted from heterogeneous sources of uncertainties and their unknown distributions given limited data. In this article, we design arcs in a network to optimize the cost of single‐commodity flows under random demand and arc disruptions. We minimize the network design cost plus cost associated with network performance under uncertainty evaluated by two schemes. The first scheme restricts demand and arc capacities in budgeted uncertainty sets and minimizes the worst‐case cost of supply generation and network flows for any possible realizations. The second scheme generates a finite set of samples from statistical information (e.g., moments) of data and minimizes the expected cost of supplies and flows, for which we bound the worst‐case cost using budgeted uncertainty sets. We develop cutting‐plane algorithms for solving the mixed‐integer nonlinear programming reformulations of the problem under the two schemes. We compare the computational efficacy of different approaches and analyze the results by testing diverse instances of random and real‐world networks. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 64: 154–173, 2017     

伞翼无人机线性自抗扰高度控制

针对伞翼无人机参数不确定性和复杂环境干扰敏感的问题,提出一种伞翼无人机线性自抗扰(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)高度控制方法。建立伞翼无人机8自由度飞行动力学模型,并引入风场和降雨模型以更加准确地模拟真实飞行环境。基于LADRC确定总体控制架构,设计线性扩张状态观测器对所有扰动进行估计,并引入误差反馈率在控制中实时补偿。使用该控制方法在多种扰动工况下进行伞翼无人机高度控制仿真实验。仿真结果表明,基于LADRC的高度控制方法能够有效克服内扰和外扰的影响,实现高精度高度控制;与传统PID控制效果相比,LADRC控制器具有更好的抗扰能力和鲁棒性。