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计算机仿真 2009年第09期杂志 文档列表

计算机仿真杂志综述

数字仿真1-3

摘要：数字仿真作用很大，基于仿真的系统研究不仅在其应用领域呈现出明显的经济有效性，而且对高新技术的发展起着明显的推动作用。数字仿真在其发展过程中业已形成了基础科学、技术科学和应用科学，成为一门名副其实的新兴学科。进入21世纪以来，数字仿真面临着新的挑战，应虚拟样机、智能控制系统、复杂系统研究和国防现代化的需求，必须大力发展虚拟仿真、智能仿真、复杂系统仿真和当代军事仿真。在当前形势下，业界同仁亟需不疲倦地促进仿真技术交流和发展，就关键问题展开学术讨论，取得共识，促进数字仿真学科早日建立，并进一步实现数字化、虚拟化、智能化、网络化、集成化和协同化，迅速弥补不足，掌握和引领数字仿真的发展趋势，勇敢地迎接新的挑战。

计算机仿真杂志军事领域仿真

被动合成孔径远程方位估计技术研究4-7

摘要：针对水下自动航行器（AUV）物理孔径有限以及目标远程探测的需求，提出了改进的波束域被动合成孔径处理算法BDPSA。对水下航行器物理线列阵相继时刻测量的波束输出在相位补偿后进行同相叠加，不仅实现了波束输出能量峰值与期望目标方位的对应，而且合成出比AUV物理孔径大得多的有效孔径，从而突破了阵列孔径的限制，获得了比物理孔径高得多的方位分辨力和阵增益。通过对1、1／2、1／3和1／4波束宽度内双目标检测概率和分辨概率的仿真研究，结果表明：同现有的高分辩方位估计算法MUSIC和MVDR相比，BDPSA算法具有更低的目标分辨信噪比门限，不仅提高了低信噪比下的检测概率和分辨概率的性能，而且可以实现远距离目标高分辨方位估计，具有一定的应用前景。

非合作式传感器空间运动目标截获概率研究8-11

摘要：为了实现非合作式传感器对空间运动目标的有效捕获，在分析kalman滤波误差协方差矩阵的基础上，建立了传感器对目标跟踪误差的空间分布模型，并利用该模型提出了一种基于联合高斯分布的截获概率计算方法。该方法经过降维处理，降低了截获概率计算的复杂度，提高了运算的实时性。仿真实验表明，所提算法具有良好的估计性能。最后，对截获概率的误差来源、影响因素进行了深入的分析并得出了相关结论，可为实际工程应用提供了一定的参考价值。

舰艇编队CEC系统作战效能模型研究12-14

摘要：海上区域作战是一个比较复杂的问题，组织作战的关键是及时准确地协同舰艇编队各个火力平台，舰载CEC系统就是舰艇编队协同作战的中枢神经，可以有效地将舰艇编队武器系统结合成为一个整体。通过分析舰艇编队CEC系统组成及主要作战功能，确定了舰艇编队CEC系统的作战体系与作战效能指标，运用排队论法构建出舰艇编队CEC系统作战效能模型。分析表明，CEC系统比传统作战指挥系统更具有信息处理优势，对于提高舰艇编队的战斗力有着至关重要的作用。

带炮口装置时某火炮膛口流场数值仿真15-18

摘要：研究炮口装置能控制火药气体从膛口流出后的流动状态，可以改变身管受力及膛口流场射流结构分布状况，对火炮武器系统性能有重要影响。为研究某新型炮口装置性能及其对弹丸运动影响问题，提高精度，采用计算流体力学结合动网格技术，建立了包含炮口装置和运动弹丸的膛口流场数值仿真模型，利用轴对称Euler方程组和有限体积法（FVM），对带炮口装置的某火炮膛口流场进行了数值仿真。仿真结果反映了带炮口装置时膛口流场发展过程及射流结构的主要特征。根据数值仿真结果分析了膛口流场对弹丸受力状况及运动状态的影响。仿真结果表明某新型炮口装置对膛口流场结构有较大影响，并会影响弹丸出炮口后运动状态，从而影响火炮射击精度。

基于模糊积分的潜艇作战能力评估方法19-23

摘要：在方案论证阶段用于评估潜艇作战能力的方法，一般都假设各个指标是独立的，而在许多情况下独立性假设是不能成立的。针对系统的方案不确定性，引入了模糊测度的概念，能够对系统指标以及指标之间的关联性，作战能力的影响进行建模，并且给出了一种应用专家判断和作战仿真相结合的模糊测度计算方法。在得到评价准则集的模糊测度以后，引入Choquet模糊积分，对潜艇的作战能力进行聚合。最后给出了一个实例验证了方法的有效性。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真

航空快速电磁阀的设计和仿真研究24-27

摘要：根据某小型发动机控制系统改型需要设计了小电压、小流量快速电磁阀取代原有的液压调节阀，以动态电磁方程为基础对其核心的电磁部分进行了参数设计计算；并以流量连续方程和力平衡方程为基础建立了整个电磁阀的微分形式的数学模型，由MATLAB中的simulink软件直接进行仿真研究和参数分析。研究结果表明：所设计的快速电磁阀，响应速度快，工作稳定、控制精度高，完全满足设计要求，证实了方法的有效性和准确性；直接由微分方程仿真的方法既避免了惯用的小增量线性化对非线性系统的影响，也能实时修正非线性元件和系统的非线性参数，对工程动态设计、反设计、优化提供了依据。

基于LS—SVM飞机大迎角动态辨识方法研究28-31

摘要：确定飞机在大迎角飞行状态时的动态系统参考模型，对于支持飞机控制系统的稳定性和控制增稳设计有着重要的影响。为了精确描述飞机大迎角机动非定常、非线性数学模型，提出利用最小二乘支持向量机（LS—SVM）对飞机大迎角状态飞行时的非线性动态系统进行辨识，利用网络搜索和交叉验证的方法选择支持向量机参数，并建立了飞机大迎角动力学参考模型，仿真验证显示方法具有较强的泛化能力和较高的辨识效果。

SINS／GPS组合导航系统仿真研究32-36

摘要：以某载体的规划航迹数据为对象，针对捷联、卫星组合导航系统（SINS／GPS）进行了仿真研究。由规划航迹数据计算出载体的比力和角速度信息，输入至惯性测量器件模型，模型输出激励捷联解算模块，得到惯导系统输出参数；同时对规划数据添加观测噪声模拟GPS测量值。采用相对简单的基于半位置、半速度误差的误差方程作为状态方程，以松耦合方式进行集中式Kalman滤波，给出了SINS单独工作与SINS／GPS组合得到的半位置、半速度误差分布。对各状态的观测度进行了研究，确定了不可观测的状态并给出了部分状态可观测度的时问分布。仿真结果表明，方法正确有效，可对SINS／GPS组合导航系统进行算法验证和方案性评估。

梯形间隙处理机匣对于离心压气机性能的影响37-40

摘要：针对高速离心压气机设计了6种梯状间隙机匣处理结构，采用数值模拟方法比较分析了不同机匣结构对离心压气机性能和稳定性的影响。结果表明：随着梯状间隙结构径向尺寸的增大，近失速点效率会随之逐渐下降，而稳定裕度值和近失速点压比则有所提高。梯状间隙结构大径向间隙区域的轴向尺寸变小，会使近失速点效率，压比以及稳定裕度值都略有增大。通过对叶顶区域流场的分析，揭示了梯状间隙结构机匣处理的扩稳机理。

一种基于许瓦兹不等式的最优末制导律设计41-43

摘要：针对导弹和目标相对运动学关系，利用许瓦兹不等式，提出了一种新的基于制导品质最优的末制导律。在导弹和目标的三维相对运动关系的基础上，忽略三维制导平面的耦合因素，同时考虑二阶的弹体响应环节，建立了导弹制导系统的数学模型。基于在有限时间内零化弹目相对距离和零化弹目视线角速率，以及导弹机动能量最小的优化制导品质的思想，利用许瓦兹不等式推导出一种用解析形式表示的最优末制导律。这种最优制导律通过估算剩余时间，实现对目标的有效拦截。最后通过数字仿真，验证了在脱靶量、弹目视线角速率和机动能量的制导品质方面，所提出的最优制导律要优于一般的比例制导律。

级联式无刷双馈航空发电机的仿真研究44-46

摘要：为了在飞机发动机转速变化的情况下得到恒频恒压的交流电，通过对级联式无刷双馈航空发电机结构和工作原理的分析，建立了级联式无刷双馈发电机转子机械速坐标系的数学模型，提出了定子磁链定向的矢量控制的级联式无刷双馈发电机控制策略，分析了其电磁和能量各平衡关系，研究了励磁系统核心装置SPWM变频器。使用matlab／simulink软件对系统及其控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明采用定子磁链定向的矢量控制策略，可以使级联式无刷双馈发电机在转速变化的情况下，保证发电系统输出恒频恒压的三相交流电。

涡轴发动机旋翼系统仿真建模研究47-50

摘要：在直升机的仿真建模中，涡轮轴发动机模型的准确程度直接影响着动力系统模型的逼真程度，同时它也是直升机动力学建模的重要组成部分。为解决上述问题，研究了涡轮轴发动机建模方法，给出了考虑旋翼负载反馈的发动机控制系统模型，以及内、外环串联控制回路的发动机输出功率控制方式，设计了涡轮轴发动机动力调节的控制律，从而实现了涡轮轴发动机和旋翼一体化的直升机动力系统仿真模型，并通过仿真实例对模型进行验证，证实了模型的正确性。

基于混沌遗传的巡航导弹实时规划技术51-54

摘要：研究针对突发威胁的实时规划技术能够提高巡航导弹在未知威胁环境中的生存能力，具有重大的研究价值。实时规划的规划思想和规划算法的设计问题是巡航导弹实时规划技术必须要解决的两大难题。基于解决问题的考虑，设计了实时航迹规划的规划思路和一种混沌遗传规划算法。基于传统遗传算法的思想，利用威胁和约束条件构建适应度函数对航迹进行评价，设计了一种特殊的实数结构体编码，提出了合适的选择、交叉、变异三种算子使种群进化，并引入了混沌搜索算子，加速种群的收敛。最后进行了实时航迹规划的仿真分析。仿真结果表明：实时规划的航迹能够避开地形和新出现的威胁，算法收敛速度较快。这说明，设计的算法能够满足当前未知威胁环境下巡航导弹实时规划的需要。

机载前视风切变雷达AMTI杂波抑制技术55-58

摘要：在机载前视风切变雷达的低空风切变探测中，所面临的不仅仅是复杂的运动杂波，而且飞机高度低（300米左右），杂波功率相当大，信杂比可达一25dB左右。用传统的杂波抑制方法无法有效地抑制杂波，提出一种基于功率输出最小准则的自适应MTI技术。根据准则技术可以自适应地调整滤波器的加权系数，从而保证滤波器输出功率最小，使输出的信杂比最大，达到充分抑制强杂波的目的。计算机仿真结果表明AMTI杂波抑制技术在甚低信杂比（一25dB）情况下具有较好的杂波抑制能力，可以主动跟踪主瓣杂波的多普勒频率，能够很好的满足机载前视风切变雷达杂波抑制的需求，同时方法结构简单，便于工程实现。

基于粒子群算法的自抗扰飞行控制器优化设计59-61

摘要：提出了一种基于粒子群算法的自抗扰飞行控制器优化设计方法。方法中，利用自抗扰控制方法抗干扰能力强、鲁棒性好与对模型参数变化适应能力强的特点，设计了白抗扰纵向飞行控制器，以提高飞行控制性能。同时针对所设计的自抗扰飞行控制器参数较多，难以设计的问题，应用粒子群优化算法进行了控制器参数的自寻优设计。仿真结果表明：不需要人工调参，通过粒子群优化算法自寻优获得的飞行控制器参数具有良好的控制性能，提高了设计效率。

基于A＊算法的高超声速飞行器航迹规划方法62-65

摘要：为了提高A＊算法应用于高超声速飞行器航迹规划时的效率和稳定性，并保证航迹可飞性，提出基于改进型变步长稀疏A＊算法的航迹规划方法。首先根据飞行器飞行区域不存在地形限制的特点，在规划过程中采取变步长策略，有效地提高了远程规划时的稳定性和效率；然后依赖飞行器的过载计算最大转弯角和爬升／俯冲角，根据计算角度构建规划空间，同时将飞行器飞行过程燃料／时间、航向、飞行高度、航迹末端、禁飞区域等约束用于规划空间优化，减少扩展节点的数量，进一步提高了规划效率并保证航迹的可飞性；最后基于威胁约束设计特殊的代价函数，保障了飞行安拿和航迹规划的稳定性。仿真结果表明：规划出的航迹满足高超声速飞行器各种飞行要求，能避开各种威胁，规划时间短，稳定性好。得到的航迹能够作为航迹跟踪控制系统设计时的参考输入。

不动点法在飞控系统控制分配中的应用66-69

摘要：针对多操纵面战斗机飞行控制系统中的控制分配问题，提出了一种不动点法控制分配策略。方法在伪逆法的分配基础上，采用不动点迭代法进行优化求解，既利用了伪逆法实时性好，易于实现的优点，又解决了伪逆法无饱和约束限制的缺点，并且使可行解的范围扩大到了整个可达集。在Matlab／Simulink中建立控制分配系统的数字仿真模型，并进行计算机仿真，结果表明，策略不仅能得到期望的三轴力矩，而且能很好地分配各个操纵面，使其均工作在约束范围内。结果验证了不动点法的可行性和有效性。