A coaxial twin rotor unmanned helicopter is taken as the research object to study the anti disturbance problem during the homing approach and landing phases of unmanned aerial vehicles.In order to improve the anti disturbance per-formance of coaxial helicopters against external disturbances,an active disturbance rejection controller(ADRC)is select-ed to design the attitude control law for coaxial helicopters in the marine landing environment.An improved particle swarm optimization algorithm is designed to optimize the parameters of the active disturbance rejection control law.The simulation results show that the improved particle swarm optimization algorithm can significantly improve the parameter tuning speed and accuracy;the auto disturbance rejection control law with optimized parameters has good dynamic re-sponse and robustness in the strong interference environment.
为了进一步提高趋近速度和抑制系统抖振问题,针对九开关变换器驱动的对称六相PMSM系统,提出1种基于自适应趋近律的滑模控制方法,通过仿真验证,该方法能够有效提高调速系统动态性能和稳态精度.
传统的双变量多单元半全局极值搜索算法虽然可以放宽目标函数的限制条件,但是它只适用于静态系统的分析.针对动态系统,研究了双变量多单元半全局极值搜索算法,提出了1种利用单元的输入和动态误差项构造李亚普诺夫函数的方法,并且证明了算法稳定性.最后,针对典型通用多极值测试函数进行了数字仿真研究.
空潜蓝绿激光通信系统容易受到信道多径效应的影响,从而发生码间干扰,严重影响系统性能.通过对空潜蓝绿光通信系统信道进行剖析,基于蓝绿激光衰减特性和时域展宽特性,将可变步长恒模分数间隔均衡算法和判决导向最小均方算法相结合,提出了1种适合空潜蓝绿激光通信的双模盲均衡方法.所提方法相较于CMA盲均衡、CMA+DD-LMS均衡以及CLMS均衡等常规均衡方法,能够获得更小的均方误差和更快的收敛速度,具有更好的均衡性和抗噪声性能,可有效提高系统性能.当系统误码率为10-4时,性能最高可提升约1.8 dB.
双谱以其独特的抑制高斯有色噪声的优势,被广泛应用于雷达辐射源识别分析.采用双谱对角线作为雷达辐射源识别特征可以很大程度上减少计算量,但是使用双谱对角线作为唯一识别特征,会损失信号的部分幅度和分布特征.针对上述问题,提出了1种基于辐射源信号双谱提取二次特征的方法.取双谱作为二次特征提取对象,根据信息熵概念定义双谱奇异值全局熵和双谱对角线的幅度分散熵,联合双谱对角线及其积分结果作为特征向量,将其送入神经网络进行识别.实验表明,相比双谱对角线法,该方法对辐射源识别的正确率平均提高约3.3%.
针对舰炮在使用过程中,炮塔座圈经常出现的摩擦磨损问题,通过Adams软件进行动力学仿真,研究了后坐缓冲装置对炮塔座圈接触力的影响.在此基础上,借助FORTRAN编程语言进行弹流润滑分析计算,研究不同环境温度及座圈转速对炮塔座圈润滑性能的影响机制.研究结果表明:安装后坐缓冲装置后,炮塔座圈油膜压力减小而油膜厚度增大;随着转速的增加,油膜压力几乎不变,油膜厚度增大;随着温度的升高,油膜压力变小,油膜厚度变大.揭示了舰炮在特定工作情况下的温度及转速的合理范围,有助于提升舰炮服役性能.
位于大后掠翼战斗机机翼下的导弹,在飞行中受到的气动载荷,会对结构疲劳特性产生显著影响.为了研究导弹的气动载荷,建立了某型战斗机挂载导弹的气动仿真模型,设计了3种导弹构型,分别为带前后弹翼导弹、只带后弹翼的导弹与只有弹体不带弹翼的导弹.对飞机翼下挂载3种不同构型的导弹进行了气动特性的数值模拟与分析,并对比了导弹的气动载荷分布规律.计算结果表明:位于大后掠机翼下方的导弹,由于机翼下方的洗流作用,会受到较大的气动载荷,导弹的气动载荷以侧力和滚转及偏转力矩为主要分量;滚转力矩的方向会导致导弹与发射装置连接处靠近飞机对称面一侧受力较大,容易降低疲劳寿命;导弹的气动载荷主要由后弹翼产生,可在设计弹翼时适当减小后弹翼的面积,从而降低战斗机后掠翼洗流对翼下挂载导弹气动特性的影响.
为精准研判飞行模拟器故障问题,提升飞行模拟器故障应急处理能力,提出了1种基于Stacking集成学习的设备故障预判方法.首先,针对设备故障数据具有高维度和时序性的特点,采用正态分布法,对采集的原始故障数据进行缺失值和异常值处理,获取归一化数据,并基于核主成分分析法,提取数据的特征并降低数据维度;然后,构建以CNN、RF、BP神经网络为基分类器,XGBoost为元分类器的Stacking集成学习模型,采用交叉验证训练策略,对设备的故障类型作出预判;最后,构架典型案例.仿真结果表明,所提方法可正确有效地识别设备的多种故障状态.
为了研究不同后掠角复合材料机翼的气动特性,建立了载荷模型;采用K方法通过Theodorsen函数推导得到了机翼颤振速度的计算公式,分析了0°、5°、10°、15°、20°、25°和30°共7种不同后掠角机翼的模态,得到了模态频率和模态振型;仿真计算得到了机翼的颤振速度和发生颤振时翼尖的最大垂直位移.结果显示:机翼后掠角为15°时,其颤振速度和翼尖最大垂直位移均在安全范围内,因此,后掠角15°,展弦比为26的机翼为飞行器机翼设计最优值.
为利用加速退化试验数据,开展可靠性评估.基于某弹用电连接器性能退化符合Wiener过程特点进行分析,在给出电连接器性能退化模型和寿命分布函数的基础上,建立了基于Wiener过程的弹用电连接器温湿应力加速模型,并利用MATLAB软件给出了两步极大似然估计模型参数估计方法.为降低加速模型的复杂度,基于加速因子不变原则对加速模型的参数进行了简化.为了对模型进行检验,利用相关实例的加速试验数据,完成了参数估计并绘制了与实例进行比较的可靠度和概率密度曲线.通过对比分析,验证了所建模型的合理性,由于参数估计时考虑了Wiener过程扩散系数及时间函数的非线性因素,计算得出的电连接器平均寿命值更为安全可靠.
某型弹药中装配某电火工品,分析该型弹药在舰船复杂电磁环境中的安全性具有重要意义.在分析电磁环境对电火工品作用机理的基础上,采用CST电磁仿真软件建立等效天线模型、弹药壳体模型;按照该型弹药应用环境和相关国军标的要求设置仿真参数,得出等效天线增益和壳体屏蔽效能;计算出不同频率下在该型弹药内耦合的射频功率,研究电磁环境对该型弹药的安全性影响.仿真分析结果表明:该型弹药所配用的电火工品在1.3～4.3 GHz频段内安全性无法保证;该型弹药在L波段和Ku波段存在安全性风险.
针对发射箱内添加导流格栅导致箱内冲击波强度变化的问题,构建了燃气流与后盖开启过程相互耦合的数值仿真模型,并基于动网格技术进行了仿真计算.研究结果表明:添加导流格栅后,箱内及前盖冲击波强度均有所增加,前盖压强峰值增加约5%,导流格栅安装位置越靠近发动机喷管,箱内冲击波强度增幅越大.研究结果可为发射箱内导流格栅设计提供理论参考.
以打击动目标的导弹为研究对象,通过目标与导弹的位置关系和运动状态,求解得到平行接近策略下导弹的期望弹道偏角和期望弹道倾角,运用反馈线性化方法,获取导弹的期望弹道偏角速率和期望弹道倾角速率,进而设计了导弹的三维导引律.最后,通过仿真测试验证了该方法的有效性.
在高海况条件下,海面小目标回波信杂比很低,且在海浪影响下,小目标姿态变化引起的能量起伏严重,以能量为主导的目标检测方法具有较大的性能损失.从不同表示域提取小目标与海杂波差异特征,并进行特征检测是解决该问题的有效途径.以此为背景,通过开展海面小目标数据采集试验,分别从时域、频域、时频域、时频脊变换域进行特征提取与可分性分析,在4个表示域共提取出10个特征,包括时域相对平均幅度(Relative Average Am-plitude,RAA)、频域相对多普勒向量熵(Relative Vector Entropy,RVE)、时频脊累积量(Ridge Integration,RI)等,通过分析得到了4级海况条件下不同特征可分性程度的结论,为后续多特征融合以及多维特征目标检测工作提供支撑.
目前,零压气球和超压气球固有的不足限制了高空气球的飞行能力.提出了1种无需消耗压舱物和浮升气体即可实现昼夜高度自稳定且能够长时间迂回飞行的临近空间串联气球系统.结合了2种气球的优点,避开了现阶段高空气球发展遇到的困难.建立了昼夜飞行高度一定的串联气球系统的数学模型,设计了能够利用准零风层风场条件实现迂回飞行的串联气球系统,通过与单一零压气球系统对比,验证了该系统的优势.数值仿真分析了零压气球形状、系统设计高度对超压气球尺寸、最大超压量等关键参数的影响,为设计飞行性能更好的系统提供了重要参考依据.
针对国内航空发动机研制面临需求分析和需求验证薄弱、正向研发能力欠缺的情况,在民用飞机及系统开发指南要求的基础上,构建了基于系统工程V模型的航空发动机正向设计流程,从需求定义、需求分析、需求确认、功能分析、功能危害性分析、逻辑架构设计、物理架构设计与权衡、设计实现、系统安全性评估及产品集成与验证等方面开展航空发动机的正向设计.将建立的基于系统工程V模型的航空发动机正向设计流程应用到某型航空发动机的设计中,利用DOORS软件进行航空发动机设计的需求定义,采用故障树分析(Fault Tree Analysis,FTA)法进行系统安全性评估,有效提高了航空发动机正向设计的能力和水平.对于提升航空发动机研制质量,交付满足用户需求的航空发动机产品具有重要意义.
针对雾霾天气对舰载机目视着舰安全性的影响难以量化的问题,利用激光雷达在近海的能见度观测数据,反演海上雾霾天气下飞行员目视着舰的斜程能见度的状况,提出1种基于能见度指标的目视着舰风险评估方法,将舰载机着舰过程中飞行员频繁的目测压力,转变为舰上数据测量、风险评估和应对措施等程序化工作,将定性的安全分析转变为定量的风险评估和安全指导,谋求在现有着舰控制模式下有效降低飞行员着舰压力,提升指挥引导效率,为低能见度下舰载机目视着舰训练提供理论依据和实践指导.
随着网络信息共享技术的深入发展,多源异构数据将是未来数据融合的主要信息源,这种数据融合表现出跨平台、跨军种、跨领域等特征,对多源异构数据关联与融合提出了新要求.针对特定场景敏感区域内有限多目标的探测问题,结合一体化作战数据融合的数据滤波、空时配准、航迹关联与建立、多目标跟踪等方面,提出了时空关联多跟踪剔除的数据融合方法,并从数据滤波、航迹关联与融合、时空关联多跟踪剔除以及融合数据"簇"等方面重点研究了所提出的数据融合方法.距离波门拖引干扰和牵引干扰的对抗仿真试验表明,所提方法具有一定应用价值.
为了满足星上高光谱相机、全谱段光谱成像仪、星敏感器等时间精度敏感仪器的高精度时间同步需求,高光谱观测卫星上设计了可适应多种精度需求的时间同步方案.对于系统时间,综合通过星地时差集中校时、均匀校时、GPS总线校时、GPS硬件秒脉冲校时等校时方法进行时间修正;对于终端用户,分别给出直接采用广播的进行本地时间修正的时间同步方法、采用广播及内部秒脉冲的时间同步方法、采用广播授时和不同秒脉冲校时方案的地面时间重建算法.利用在轨数据,对卫星星敏感器、全谱段光谱成像仪及可见短波红外高光谱相机的曝光时刻时间重建方法进行了应用说明,并对不同方法的时统误差进行了分析.
数据链与电子支援措施(Electronic Supporting Measures,ESM)融合跟踪是1种典型的异类多传感器信息融合.针对数据链航迹存在延迟和ESM点迹间断情况下的数据链航迹与ESM点迹融合跟踪,提出了复杂情况下的数据链与ESM融合跟踪方法,并对融合跟踪的精度进行分析研究.首先,对数据进行时间对准,保证数据链和ESM数据率一致;然后,通过构造基于不敏变换(Unscented Transformation,UT)的非线性量测转换和误差估计方法,将数据链数据对准到ESM数据;最后,通过引入随机补偿机制对数据链延迟进行补偿,并与ESM数据进行关联融合.实验结果表明,有延迟补偿时的融合跟踪精度取决于延迟补偿均值与实际延迟的贴近程度.结果可为信息综合处理装备的发展和设计提供借鉴.
