基于因子图的AUV协同导航通信延迟误差补偿算法

针对自主水下航行器协同导航系统水声通信延迟导致的定位误差增大问题,在因子图协同导航算法框架下提出一种基于量测信息重建的通信延迟补偿算法。首先,基于主从式协同导航系统状态方程、量测方程构建因子图模型。由于多个自主水下航行器距离量测信息导致因子图模型存在环结构,故通过两次消息传递迭代求解各节点变量概率密度分布。随后,在广播式水声通信延迟机理分析基础上进行量测信息重建,并将其接入因子图代替原始量测信息进行消息传递与解算,从而补偿水声通信延迟。仿真实验结果表明,所提算法可以有效提高从自主水下航行器定位精度,没有通信延迟补偿的协同导航算法定位精度与水声通信固定延迟呈反比,在水声通信固定延迟为10 s的条件下,所提算法相比没有通信延迟补偿的协同导航算法,定位精度可以提高82.57%。     

舰艇感应磁场补偿多目标优化设计方法研究

针对现有单一目标优化存在的多目标无法兼顾导致非优化目标劣化的问题,提出了基于差异进化算法的多目标优化设计方法。首先,建立了以上方峰值最小、下方峰值最小、下方磁场梯度最小为目标的消磁绕组来调整多目标函数;然后,分别完成了以上、下方峰值同时最小,上、下方峰值及下方磁场均方根值同时最小为控制目标的设计验证。结果表明:该方法能快速得到满足不同战术指标的消磁绕组电流配置,供决策者按照自己的意图从中选择适合实际需要的满意方案。     

双泵源电液舵机线谱噪声控制

采取变频调速控制策略的电液舵机可大幅降低操舵噪声,但系统线谱噪声明显且随工况变化而迁移,衰减难度大。基于此,结合泵源双冗余的电液舵机原理,仅改变原系统控制策略,提出基于辅助泵源合流的压力脉动控制措施。理论分析指出,两泵源转速一致,初始相位角为半个周期可衰减奇数次谐波。设计了主从同步控制策略,配置相应硬件,并应用于实际系统,实测相同操舵工况下可降低基脚结构振动总级3~5 dB,一阶线谱最大可衰减23 dB。     

加权模糊C均值聚类算法实现BDS三频组合观测值优选

在对BDS三频载波相位组合观测值进行误差分析的基础上,确定了优选载波相位线性组合系数的筛选标准。针对传统聚类算法在高维多频混合数据集分类中存在的不足,采用一种基于加权的模糊C均值聚类算法,通过对同一维度在不同簇上赋予不同的权重值,对传统遍历搜索法所获得的部分BDS三频载波相位组合观测值进行了优化分类选取,有效解决了传统全球导航卫星系统载波相位观测值选取方法效率低的问题,同时为多系统多频数据组合观测值系数的优化选取提供了一种新的思路。对分类结果进行分析,确定了各类组合观测量的适用范围,并结合实测数据,利用无几何层叠模糊度解算方法对优选组合进行了整周模糊度的解算,结果验证了该方法的可行性。     

基于Radon变换的弹道目标平动补偿

弹道目标平动补偿有利于弹道目标微动参数提取。针对多散射点目标平动补偿的问题,提出了一种利用Radon变换对目标整体微多普勒曲线进行参数投影来达到平动参数估计的方法。对典型弹道目标进行了建模分析,得出了其散射点微动距离表达式。根据雷达信息对目标回波进行预补偿并对预补偿结果进行时频变换,再采用Radon变换对时频曲线进行参数投影,利用熵值法对投影得到的二维平面进行参数提取。利用提取的平动参数对回波进行平动补偿,仿真结果表明了上述方法的准确性。     

基于量测噪声方差估计的GM-CBMeMBer算法

针对目标跟踪系统下量测噪声统计特性不准确甚至难以获取的问题,提出一种量测噪声统计特性自适应的高斯混合势均衡多目标多伯努利(Cardinality Balanced Multi-Target Multi-Bernoulli,GM-CBMe MBer)滤波算法。该算法引入Sage-Husa自适应滤波器的思想,利用遗忘因子对量测噪声协方差误差进行修正;建立检验统计量,判断算法敛散性;若滤波发散,则采用有偏估计方法来保证算法收敛性。仿真结果表明在非时变、时变量测噪声方差未知情况下,改进算法的跟踪性能优于传统的GM-CBMe MBer滤波算法,对量测噪声的变化具有较强的适应能力。     

具有谐波补偿功能的中频PWM整流器研究

为使中频PWM整流器为系统等效直流负载提供稳定直流电的同时,能够补偿系统中由非线性负载引入的谐波电流,以基于LCL滤波器的3H桥中频PWM整流器为研究对象,首先建立了一相的精确模型,然后采用电压外环PI控制和电流内环PR控制的双环控制策略,并根据LCL滤波器特点,对输入电流的相位偏差进行了精确计算及校正,最终实现了在静止坐标系下对交流输入电流进行任意波形的零静差控制和单位功率因数控制。Matlab仿真和试验结果表明:中频PWM整流器在提供稳定的直流电压的同时能够有效补偿电网谐波电流,且具有良好的动态性能。     

一种窄波束多子阵合成孔径声纳 方位空变偏航角补偿算法

为了解决方位空变的偏航角导致多子阵合成孔径声纳出现时延误差和波束照射方向改变,从而影响成像效果的问题,在窄波束条件下提出了一种针对方位空变的偏航角补偿算法。与传统算法相比,所提算法考虑了时延误差距离依赖的特点和波束照射方向改变的问题。在算法实现中,首先建立了方位空变的偏航角运动误差模型,并根据模型给出了时延误差的补偿方法;然后,用小斜视角多子阵合成孔径声纳成像算法解决波束照射方向改变的问题,并给出了偏航角波动范围的限制条件;最后,通过计算机仿真证明了本文算法正确性和有效性。