量子雷达的技术体制

当前,量子信息理论正在蓬勃发展,其应用已经深入到自然科学的各个领域.量子雷达是量子信息技术在目标探测上的具体应用,可探测隐身目标,具有超强的隐蔽性和机动性.主要介绍了量子雷达的分类、原理、系统组成、特点和关键技术问题.     

飞行器自适应预设性能姿态控制设计

预设性能控制是一类可以同时保证系统响应瞬态与稳态性能的非线性控制方法。针对具有非线性与未知干扰的飞行器系统,研究了一种无逼近预设性能姿态控制器设计方法,并进行了数值仿真验证。首先,研究了在传统预设性能方案中潜在的奇异性问题;其次,针对该问题提出了一种拥有自适应边界的预设性能函数改进方案。当归一化误差达到一定阈值时,通过放宽性能函数边界并使其重新收敛,确保跟踪误差被包覆,避免误差越界引起的奇异性,防止控制系统崩溃。最后,通过数值仿真验证改进方案的正确性与有效性。仿真结果表明,改进方案可以保证系统在存在误差越界的情况下姿态控制回路运行良好,并能满足预定的控制要求。     

欠驱动关节机械臂位置控制研究

以具有欠驱动关节的水平两自由度机械臂为研究对象,研究当驱动关节达到指定位置后,以幅值和频率可调的驱动关节角速度信号为控制输入量来控制欠驱动关节的位置。用平均法对欠驱动机械臂的拉格朗日动力学模型进行了简化,并基于简化后的模型给出了闭环非线性反馈控制律。仿真结果表明,所设计的闭环非线性反馈控制率能够使任意初始位置的欠驱动关节趋近其指定位置。     

应用时标分离和动态逆方法设计飞行器的姿态控制系统

在对飞行器的姿态控制过程中,针对飞行器姿态控制系统模型的非线性特性,线性的控制方法难以直接应用,应用非线性控制理论来设计姿态控制律十分必要。结合时标分离的思想将系统姿态的运动学部分和动力学部分分别视为慢变子系统和快变子系统,2次应用动态逆的设计方法来设计控制律,仿真结果表明,系统能够快速地跟踪期望的姿态角,跟踪的精度高,该方法简单可行,具有一定的实用性。     

热射流起爆过程的数值模拟

采用改进的化学非平衡流解耦方法处理Euler反应流方程,并以H2/air 9组分21方程模型对竖直喷注的热射流起爆过程进行了二维数值模拟。对流项采用五阶WENO离散格式,时间推进采用二阶Runge-Kutta方法。详细分析了热射流以不同速度、入射位置、入射宽度和入射倾角喷射时在爆震管内形成的流场,总结了射流参数状态影响起爆的一般规律;解释了激波、火焰的相互作用对"热点"的形成以及转变为爆震的影响,特别是激波反射对"热点"形成的促进作用。结果表明,爆震波通常由火焰面和固壁附近狭长未燃区域中的"热点"产生。"热点"向爆震波发展的过程是过驱爆震阶段,存在三波结构。为了实现快速起爆,应当增大射流入射速度、贴近侧壁并以适当入射角度喷射热射流。     

基于随机共振的多频率微弱信号并行检测

强噪声背景下的微弱信号检测是当前信号处理领域的研究热点。基于非线性理论的随机共振能够利用噪声,将噪声的一部分能量转移给信号,从而获得更高的输出信噪比。针对传统随机共振检测算法应用环境受限且无法实现多频率并行检测的现状,文章面向实际超短波环境,在参数补偿法的基础上,重新设计采样频率和补偿系数,提出了新的检测算法,实现了多频率微弱信号的并行检测。     

基于简化CKF的IMM算法北大核心

IMM算法中采用的运动模型多为线性,针对这一情况,首先对容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)算法进行了简化,通过理论推导证明,简化CKF算法的时间更新结果与KF算法的一步预测结果一致。然后对简化算法进行了计算复杂度分析,分析结果表明简化算法的复杂度要远低于CKF。进而将简化的CKF算法与IMM算法相结合,提出了一种基于简化CKF的IMM算法,最后通过机动目标跟踪实验对新算法进行了仿真,实验结果表明,新算法在没有降低跟踪精度的前提下,大幅缩短了算法的运算时间,提高了跟踪的实时性。     

基于控制器动态线性化的数据驱动ILC

针对未知非线性非仿射重复离散时间系统,将迭代域的动态线性化技术应用于非线性被控系统和未知非线性理想学习控制器,提出一种新的数据驱动迭代学习控制方案。通过设计一种改进的无模型自适应迭代学习控制算法对理想学习控制器的增益进行估计,该方案仅利用非线性系统的输入输出数据,便可自动调整迭代学习控制律。数值仿真和对高速列车模型的仿真验证了该方法的有效性和适用性。     

基于对称非线性函数的变步长LMS自适应滤波算法

为解决自适应最小均方误差（least mean squares,LMS）滤波算法难以平衡稳态误差和收敛速度的问题,提出了基于对称非线性函数的变步长LMS自适应滤波算法。通过自变量取绝对值、叠加非线性拉伸量改进Sigmoid函数,构造一个对称非线性函数用于刻画步长因子与稳态误差的非线性关系。该对称非线性函数具有能够根据误差动态调整步长、更快达到收敛状态的特点。根据构造的对称非线性函数和输入信号功率生成归一化变步长因子,解决噪声逐级放大的问题,进一步提高算法的滤波效果同时,加速收敛。实验表明：该算法在低信噪比、信噪比变化、信号频率变化、滤波器阶数变化、延迟采样点数变化条件下均具有更好的滤波效果、更优的稳定性和更快的收敛速度。     

潜艇螺旋桨区域腐蚀电场模型特征及奇异峰成因分析

针对边界元法推算潜艇腐蚀电场分布时边界条件影响电场信号特征,导致螺旋桨区域产生奇异峰现象的问题,以实测船用921合金钢和镍青铜螺旋桨材料极化曲线作为建模边界条件,重点对比分析了恒电位和非线性边界条件下的电场特征,并通过建立阻抗谱参数下的船壳-螺旋桨电化学阻抗等效电路,分析了潜艇腐蚀电场螺旋桨区域产生奇异峰的原因。仿真结果表明:潜艇电场特征分布及螺旋桨区域奇异峰现象与船体材料电化学极化状态有关,合理设定非线性极化边界参数可达到削弱奇异峰现象、平滑腐蚀电场模型的效果。