空天防御作战规划问题研究

从技术与作战结合的角度,系统分析空天防御作战系统和对抗特点等问题,构建了"态势组态—目标排序—目标分配—冲突动态最优预测"新型作战规划方法,提出"博弈控制理论与方法",论述了空天防御作战规划方法论。对空天防御作战规划理论研究有一定参考价值,为发展空天防御作战规划系统提供了研究思路和技术支撑。     

考虑落角约束与驾驶仪特性的自适应RBF空间末制导律

为使大口径舰炮制导炮弹在打击近岸机动目标的末制导段满足落角约束,现考虑自动驾驶仪动态特性,基于自适应RBF逼近网络与动态面滑模提出一种空间末制导律。构建空间弹目相对运动模型,通过带改进微分跟踪器的扩张状态观测器估计目标加速度。为零化视线角跟踪误差与视线角速率,采用自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模动态面,并运用自适应RBF逼近网络削弱控制指令抖振。通过Lyapunov第二法证明了全系统中视线角跟踪误差与视线角速率均最终一致有界。仿真实验表明：该末制导律使制导炮弹在空间中打击具有不同机动形式的近岸目标时,均具备良好的末制导性能。     

基于领导跟随一致性理论的队形保持策略

针对多无人机编队飞行过程中的队形保持问题,提出了二阶非线性切换拓扑结构下的领导跟随一致性控制协议。利用构建的利亚普诺夫函数和线性矩阵不等式给出了判据及相应的稳定性证明。仿真结果表明利用所设计的领导跟随一致性控制协议,可有效实现多无人机在相同速度下保持期望的队形协同飞行。     

面向隔离区异构平台的动态防御主动迁移策略

针对隔离区网络防御在遭受持续攻击威胁时存在的问题,利用动态目标防御理论和技术,设计了面向隔离区异构平台的动态防御主动迁移策略。从分析隔离区平台动态防御原理入手,结合网络攻防特点,考虑平台暴露时间和随机迁移次序等因素,提出了面向隔离区的3类平台动态防御主动迁移策略,包括固定时间间隔-顺序平台选择策略、固定时间间隔-随机平台选择策略以及基于平台安全等级的可调时间间隔-随机平台选择策略,设计了策略评估指标和系统效能计算方法。仿真结果表明,主动迁移策略具有优异的安全防御性能,通过增加迁移次序的随机性和根据安全等级设置可调时间间隔,可以实现防御成本和收益的优化。     

动态路径分裂的虚拟网络重构算法

为了解决现有故障虚拟网络重构算法存在的故障虚拟链路恢复率较低、负载不均的问题,提出一种动态路径分裂的虚拟网络重构算法。该算法定义了重构排序函数以确定故障虚拟网络的重构顺序;同时,将动态路径分裂方法引入故障虚拟链路的恢复,以提高故障虚拟链路的恢复率;最后,结合就近原则与负载均衡进行故障虚拟节点的恢复,进一步优化映射的结果。仿真结果表明,所提算法提高了虚拟网络的请求接受率与成功运行率。     

一种考虑电流过零的直线电机分段供电策略

为了解决长初级直线电机采用分段供电的驱动方式带来的电流波动、系统性能下降等缺点,以双边长初级直线感应电机为研究对象,提出了一种根据次级所在位置和电流过零点两个条件进行切换的新型分段供电策略,推导了考虑电流过零切换时分段供电暂态特性的直线电机方程,在Matlab/Simulink环境下建立了系统动态仿真模型,并在小型样机上进行了试验验证。仿真和试验结果表明:考虑电流过零切换的分段供电策略可显著减小电流的波动,满足系统性能和实际工程的需求。     

高动态GNSS信号多普勒模拟任意阶DDS合成器设计*

为高精度模拟高动态条件下GNSS信号的多普勒特性,本文提出一种任意阶DDS信号合成器的设计方法。设计了任意阶DDS信号合成器的结构;通过理论分析,推导了各级累加器相位初值的计算公式;给出了字长选择方法;经仿真与验证,该方法能精确模拟GNSS信号的多普勒特性。此外,本文提出的DDS设计方法不受阶数的限制,可普遍应用于各类信号模拟器的设计。     

电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟

针对电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟问题,基于矢量磁位A和时间积分标量电位V,采用节点单元法,并选择运动坐标系描述运动问题,推导出动态发射下的电磁轨道发射器三维涡流场有限元离散方程。结合温度场控制方程,建立电磁轨道发射器的三维电磁-温度耦合有限元模型。针对一个电磁轨道发射器动态发射问题,对模型进行数值模拟,得到了动态发射下轨道及电枢的温度场分布特点及发射器电感梯度随时间的变化规律。计算结果表明,模型计算出的脉冲电流峰值、出口电流大小、出口速度等参数均与试验结果吻合较好,验证了所开发的有限元程序代码的正确性。     

带有模糊干扰观测器的高超声速飞行器一体化制导控制方法

为充分利用高超声速飞行器在俯冲段的质心运动与绕质心运动之间的耦合作用和飞行过程中的不确定性,基于模糊干扰观测器提出三维一体化制导与控制问题。根据飞行器的动力学方程以及飞行器-目标的视线角相对运动方程,推导出适用于倾斜转弯控制的一体化制导控制模型。针对模型中的不确定性采用模糊干扰观测器进行补偿,并使用块动态面方法设计一种一体化制导控制律。通过选取适当的李雅普诺夫函数证明闭环系统状态的一致毕竟有界性。仿真结果验证了该一体化制导控制方法的有效性和鲁棒性。     

火星稀薄大气动态误差对制动降轨的影响

针对火星大气制动降轨过程中稀薄流区大气受季节和昼夜等因素影响而存在较大动态误差的问题,建立气动力作用下的轨道动力学方程,研究探测器稀薄流气动参数计算方法,分析大气参数动态误差对气动力及制动降轨效果的影响。结合火星探测应用,仿真分析火星大气制动过程中的探测器气动特性以及轨道变化特性。为保证探测器制动过程中的安全和持续时间要求,给出了理想的大气制动降轨走廊范围及导航精度需求,具有一定的工程参考价值。