With the application of multi-sensor cross-cue technology in target detection more and more widely,the shortcomings of this technology are gradually exposed.The most prominent problem is that the timeliness and accuracy are not considered in the practical application.In order to solve the above problems,the basic theo-ry of cross prompt technology was introduced first,the sensor network model and distributed management structure based on Agent technology were established,the conditions and types of cross prompt technology were analyzed,and then the network performance evaluation function was given,and finally the multi-sensor cross prompt algorithm based on lightning search was designed.The simulation results showed that the cross-prompt model was suitable for the actual combat environment,and could realize the multi-sensor detection alliance to de-tect and track the target while the target handover.Compared with the game theory algorithm and the human ant colony algorithm,the lightning search algorithm had more accurate solution,faster convergence,and im-proved robustness.
为厘清引信的基本概念与发展历史,探讨引信未来的发展方向,揭示了先进引信的内涵,提出了先进引信必须具备的能力,探讨了先进引信发展中必须解决的问题.根据引信发展的内在规律,建立了支撑引信发展的四梁八柱,为加速发展智能引信打下了坚实基础.在回顾引信从仿苏、跟美到自研的发展历史下,创新性地提出了先进引信未来发展的系列方向,为先进引信设计理论的建立奠定了坚实基础.
针对常用的端射天线较难与平台实现共形设计,而易实现共形设计的微带天线工作带宽窄的问题,提出一种具有端射特性的新型弹载共形宽带微带阵列天线.该天线由一个圆形扇区结构的微带贴片作为激励单元,两个环形扇区贴片作为引向单元组成,兼顾天线外形尺寸和方向图特性,使用两个引向器.实测结果表明,该微带阵列天线能够在 2.15～2.45 GHz实现VSWR＜2(相对带宽为 13.1%),天线增益大于9.2 dBi,辐射效率超过 85.5%,工作频带内保持有较好的端向辐射特性.
针对半穿甲战斗部高速侵彻不同结构形式舰船板架时,弹体侵彻能力和引信加速度响应规律认识不清的问题,采用数值模拟的方法研究弹体侵彻等效钢板、单一加筋板和十字加筋板的力学响应和过载特征,分析不同板架结构的毁伤效果和能量吸收,弹体及引信的剩余速度和过载信号.结果表明,不同结构形式板架破口大小一致,靶板的整体变形很小,加强筋产生较多的结构碎片;加强筋对弹体速度的衰减作用影响较小,但可以吸收比靶板更多的能量;加强筋主要影响弹体过载峰值,T型材面板使得弹体过载信号产生"双峰"形态;加强筋使得引信过载信号更为振荡和粘连.
针对超高速侵彻多层复杂目标时引信过载信号混叠粘连,导致计层识别精度低、自适应差的问题,提出基于多信息融合的超高速侵彻引信层数识别方法.高电导率和磁导率的战斗部在超高速碰撞时会产生显著的电磁效应,利用其侵穿过程产生的感应电场信号扩充样本容量以消除采用单一过载信号带来的随机干扰,并提高目标识别的精准性和适应性.首先对侵穿过程中的力-磁-电多物理场信号进行分析,根据电场信号与过载信号之间的相关性,采用核主成分分析算法实现多源信号的降维融合,然后基于复合信号设计识别策略来实现超高速侵彻多层靶板目标的计层.仿真结果表明,该方法可以有效识别侵穿次数、碰靶时刻且识别相对误差控制在 10%以内,可以提高引信精准自主计层的能力.
针对传统多传感器调度模型构建时要素考虑不周全,求解算法控制参数多、全局寻优能力弱、收敛速度慢等问题,在综合考虑传感器探测有利度、传感器负载、传感器交接次数和约束条件下优化传感器调度模型,借鉴正余弦算法(SCA)和反向学习(OBL)机制对象群(EHO)算法进行改进,并将其应用到传感器调度模型求解过程中.仿真实验结果表明,该算法显著增强了全局搜索能力和收敛速度,验证了调度模型的可行性.
针对弹体侵彻多层目标过载过程中引信过载信号粘连的问题,采用数值仿真的方法,开展高速侵彻多层混凝土目标时引信过载信号层间粘连特性的分析.首先建立弹-引系统侵彻多层混凝土靶板数值分析模型,通过与侵彻试验的对比验证模型的可靠性;在此基础上,对弹体以不同入射角及攻角侵彻多层混凝土靶板进行数值仿真,并引入层间干扰系数公式将过载信号的粘连程度进行定量分析.研究结果表明:侵彻速度增大,信号层间粘连程度最低点对应的弹体初始入射角降低;侵彻攻角增大,侵彻环境激励越复杂,冲击脉冲宽度增加,信号层间粘连程度加重.
针对YOLOv3模型在进行目标检测时无法充分利用丰富的上下文信息导致目标漏检、误检,且模型参数量大的问题,提出一种轻量级目标检测算法.首先,该算法使用VGNetG网络作为骨干网络进行主干替换,这有利于减少模型计算参数量;其次,采用特征尺度感知模块FSSA进一步融合主干信息特征,使模型上下文信息对齐上采样的高级特征信息;最后,改进的交叉注意力模块ICC-A ttention使用两个连接图来代替常见的单个密集连接图,并通过交叉路径法有效提取所有像素的上下文信息.改进后的算法比YOLOv3模型缩减一倍模型参数量,提高了算法参数效率与检测速率.算法在 PASCAL VOC2007 测试集上验证,实验结果表明,平均检测精度达到84.1%,参数量为5.37M,检测速度为47帧/s,改进后的算法可有效改善YOLOv3模型中的漏检、误检与参数量大的问题,同时在检测速度方面可以满足实时性的要求.
针对传统的数字检波算法无法对调频多普勒引信系统中的谐波信号进行检波这一问题,对谐波信号进行特性分析,提出一种基于经验模式分解(EMD)的数字检波算法,通过获取信号的极值点信息并做最小二乘曲线拟合来实现数字检波.传统的数字检波算法适用于受到幅度调制的单频正弦波,而EMD数字包络检波算法对于待检波信号表达式没有严格要求,对调频多普勒引信系统中谐波信号可以正常实现检波功能.
为解决装载二维弹道修正引信的弹丸在滚转角控制过程中会受到各种干扰力矩作用,影响弹丸有效打击范围的问题,并进一步提升全弹道飞行过程中引信滚转控制精度与抗干扰能力,提出利用PID与扩张状态观测器(ESO)进行二维弹道修正引信的滚转角复合控制.以差动偏置角舵机为执行机构,建立引信滚转角控制动力学方程,同时将系统未建模误差以及气动干扰力矩等作为未知扰动,在 PID控制的基础上通过引入ESO对扰动项进行观测并补偿,有效提升了滚转角控制系统抗干扰能力.通过仿真对比滚转角控制系统引入ESO前后的引信滚转角控制效果,结果表明,该方法可以有效观测弹丸在滚转角控制过程中的各项扰动项,并实时进行补偿,进一步优化了滚转角控制性能.与传统的控制方法相比,具有较强的实时性与抗干扰能力,可广泛应用于工程实践中.
针对云爆弹(FAE)引信炸点位置监测易受燃料云团干扰的问题,提出一种改进可控响应功率相位变换法(SRP-PHAT)的云爆引信炸点定位方法.通过建立四元声阵列定位模型,进行目标声源与声阵列的方位和时延计算,进而融合四元声阵列各节点数据得到的炸点坐标.仿真结果表明,提出的改进SRP-PHAT方法相比SRP、SRP-PHAT定位方法有效提高了定位测向和抗干扰能力.结合云爆引信动态炸点声源定位试验,结果表明 60m处的炸点定位精度达到1m左右,相比SRP-PHAT的静态定位,该方法具备动态定位能力并且定位精度提高了 15%,对云爆引信在云团干扰下的炸点定位提供了技术支撑.
针对工业生产复杂工况下零部件检测任务中,传统检测方法不能兼顾识别精度和检测实时性的问题,提出一种增强感受野的轻量化网络.首先,使用ShuffleNetv2 网络作为网络主干,在平衡精度和速度的情况下,通过控制宽度因子缩小网络模型;其次,引入了改进型的并行空洞金字塔轻量化模型,扩大感受野,提高网络特征提取能力;最后,在路径聚合网络设计了GSCSP模块促进特征信息传递,增强了网络融合能力.在工业汽车机舱检测任务中,该算法mAP达到 96.1%,网络模型大小只有 4.3MB,相比于YOLOv5 网络提升了 24 帧/s.
针对目前公路隧道悬挂式射流风机结构安全监测方法全局性差、诊断结果片面、无法准确定位故障点等问题,提出一种基于传感器阵列数据融合的射流风机结构安全监测诊断方法.该方法通过在射流风机结构体不同几何位置组阵布设多个三轴加速度传感器,将阵列中的传感器特征数据融合成结构体全局性的三维全息融合模型,既包括了信号的频率、幅度、相位信息,同时又获取了结构体不同位置的特征比对信息.试验结果表明,该方法在结合结构体几何特征的基础上,不仅能实现对射流风机结构体故障的实时诊断,还能够准确定位故障点,实现了射流风机的主动预防性维护.
为了提高雷达探测精度,针对现有电波折射误差修正方法中不能兼顾精度和计算速度的现状,提出一种对流层高精度电波折射误差修正快速算法.首先根据雷达所在地的实际情况给出获取较高精度大气折射率剖面方法,然后根据雷达测量到的目标近似位置通过几何方法得到目标的虚高,再以虚高判断出目标所处的大气层,最后采用大气分段模型通过调用高精度积分函数结合修正公式进行折射误差修正.实验结果证明,该算法与积分法、积分改正法、微分法等方法相比,在确保电波折射误差修正精度的前提下,其计算速度更快,速度分别提高77.95%、45.89%、33.04%.该算法具有精度高、速度快的优点,可直接应用于雷达电波折射误差修正工程.
为了获取炸点在复杂环境中的精准定位,提出自适应广义互相关声阵列定位算法.该算法改进PHAT加权函数,通过调节加权因子α能够适应更为复杂的实验环境;同时采用两个信号相干解决声源信号较弱时PHAT加权函数趋于无穷大,提高时延估计的准确性以及声源目标的精度.建立五元立体的远场模型以及近场模型,通过实验验证改进的PHAT加权函数在近场和远场时延估计的准确度.实验结果表明,改进的PHAT加权算法相比较于SOCT加权函数、PHAT加权函数具有更好的抗噪性能和更准确的时延估计,减小了声源目标定位的误差.
针对现有气压标定装置无法满足内置式引信气动发电机的气压标定测试需求,提出一种内置式引信气动发电机气压标定测试装置.通过气压标定装置的气压室体及其腔内堵头、顶杆、压簧等结构部件解决了内置式引信气动发电机气压标定测试的密封性问题,可进行正压/负压两种气压标定.测试结果表明,该装置气压标定的线性度好,实际气压测试的准确度能达到 95%以上,同时具有操作简便、测试范围大、可靠性好等特点,能够满足内置式引信气动发电机的气压标定测试需要.
标准Capon波束形成器(SCB)通过最小化波束输出功率,同时约束期望信号无失真输出以达到最大化输出信干噪比,但标准Capon波束对模型失配误差非常敏感,如来波方向估计误差、阵列扰动、目标运动等因素引起导向矢量误差,短快拍数据会引起协方差矩阵估计不准确.这些失配会引起波束形成输出信干噪比性能下降.为了提高Capon波束形成算法的鲁棒性,提出诸多稳健自适应波束形成算法,主要解决方案是对期望信号导向矢量和干扰加噪声的协方差矩阵进行修正.介绍标准Capon波束形成的信号模型及误差对其输出信干噪比的影响;从影响自适应波束形成性能的两个因素即协方差矩阵和期望信号导向矢量,对稳健自适应波束形成典型算法进行综述;对几种典型稳健自适应波束形成算法进行了仿真实验,结果表明所提算法的有效性,并对研究方向进行了展望.
无需专用集成电路,仅由嵌入式微控制器实现直接数字频率合成(DDS)而生成波形信号具有经济、灵活、可靠等优点.借助嵌入式微控制器内的定时器、直接存储器存取(DMA)与数模转换(DAC)等片上外设,提出基于定时中断和DMA实现DDS生成波形信号的方法.基于定时中断实现DDS生成波形信号的方法无需借助片上DMA,对嵌入式微控制器的要求较低.基于DMA实现DDS生成信号的方法,数据从信号预存区到DAC的传送由并行于CPU工作的DMA完成,支持较高的DDS时钟频率.以正弦信号为例,采用中高端嵌入式微控制器对实现DDS生成信号的两种方法进行实验,结果表明,基于定时中断与DMA的两种方法均能生成波形优异、幅度稳定的信号,但DMA法支持更宽的信号频率范围.
针对传统跳频同步捕获过程中同步频点与业务通信频点的统计特性不同,导致同步信号易被侦察和干扰问题,提出一种基于双通道局部序列相关的跳频自同步捕获方法.该方法利用对偶序列跳频系统的双通道接收结构,通过对跳频长周期序列进行局部滑动相关匹配,实现跳频通信信号自同步.理论分析与仿真验证结果表明,该方法无需在载波上调制同步字头信息,具有较好的抗干扰能力,适用于对偶序列跳频等新型跳频抗干扰通信模式.
针对战场态势变化快,卫星制导炸弹接收导航时频信息不连续,武器作战效能发挥不充分的问题,提出全球卫星导航系统(GNSS)拒止环境下卫星制导炸弹作战效能提升策略.构建卫星制导炸弹中末制导转接极限距离模型,分析影响作战效能因素,研究提升作战效能策略,并进行仿真实验.实验结果表明,在GNSS拒止环境下,可以通过提升载机速度和改变攻角,对卫星制导炸弹作战效能进行提升,为充分发挥其作战效能和判断其命中目标的可能性提供参考依据.
