重力辅助导航联邦滤波算法仿真研究
摘要：研究舰船综合导航问题。为了进一步适应现代导航自主、精确、隐蔽、抗干扰的要求,重力辅助导航KALMAN滤波算法计算量大、容错性差的缺点,本文对重力辅助导航系统进行了深入的研究。通过对重力辅助导航系统原理和联邦滤波算法,对重力子系统各部分进行了系统建模,并在确定了重力子系统量测矩阵和量测值的基础上,构建了重力辅助导航联邦滤波算法。通过对重力辅助导航联邦滤波算法和重力辅助导航KALMAN滤波算法的仿真试验比较,证明了算法具有精度高、稳定性好,容错性好、算法灵活等特点,能较好的满足重力辅助导航的实际需要,可以为设计提供依据。多管火箭武器的瞬态耦合热效应仿真计算
摘要：针对某火箭武器发射时外部高温高速燃气流对控制柜内部换热的耦合加热问题,建立了一种求解多管火箭武器内外耦合热效应的数值仿真方法。为了精确地控制柜内的温度,保证稳定性,通过构造反映壁面外燃气流加热的壁面温度函数,将控制柜外热环境转化为浮动的热边界条件,实现了火箭武器控制柜外部热环境与内部换热的解耦计算,避免了难以实现的直接耦合求解,仿真了多管火箭武器控制柜内外的温度分布,为进一步进行火箭武器控制柜的热可靠性设计提供了依据。基于DPSO算法的卫星激光输能布站优化研究
摘要：随着空间任务的复杂化对卫星机动性能要求的提高,卫星需要可靠的、持续的能源供给来满足其正常运行。利用激光输能技术作为卫星机动的能源解决方案,为提高激光器为卫星输能效能,提出了采用离散粒子群优化算法（DPSO算法）解决卫星激光输能布站优化问题。对卫星激光输能布站优化进行了数学描述;并建立了布站数学模型,包括激光输能模型和布站选择模型,提出了DPSO算法求解布站数学模型,并进行了仿真。仿真结果表明算法在卫星激光输能布站优化中是有效的,具有较强的应用价值。基于紫外敏感器的卫星自主导航
摘要：卫星自主导航是指卫星不依赖地面支持,而利用星上自备的测量设备实时地确定自己的位置和速度,它是未来卫星导航的必然趋势。紫外敏感器具有精度高、体积小、可以实现多个敏感器功能的特点,利用地球成像的大小和位置以及恒星的位置可以获得卫星的导航信息。为了精确获得卫星导航信息,给出了轨道动力学模型,重点研究了地心矢量的确定方法,地心矢量的准确确定是精确导航的关键,提出了基于紫外敏感器的卫星自主导航模型,设计了扩展卡尔曼滤波算法,并结合轨道数据和测量数据进行了仿真,仿真结果说明了所提方案的有效性。火箭弹简易捷联惯导系统的姿态解算修正方法
摘要：在导航运动系统精度问题的研究中,火箭弹上简易捷联惯导系统的速率陀螺测量误差和漂移较大,如果直接对速率陀螺积分解算姿态可能导致较大偏差。而传统的滤波方法将弹体的姿态运动认为是近似线性的变化,对高频运动的火箭弹建模会产生较大的模型误差。为有效提高滤波模型的精确性和组件测量精度,提出了一种根据当前统计模型的姿态运动模型滤波方法,通过对运动状态的有限转移建模可以较好地描述火箭弹姿态的高频运动方式,并进行仿真。仿真实验证明,统计模型建立的滤波方法对火箭弹简易捷联惯导系统的姿态解算结果要优于传统的基于线性拟合模型的滤波方法。毫米波/红外复合制导信息融合技术研究
摘要：研究红外复合制导问题,对于复合制导中的集中式融合,与共同的噪声环境等因素使得各传感器的量测误差之间存相关性,且相关程度未知,对得到的融合估计不是最优的。红外导引头测量存在不完全可观性,一般的分布式融合也难以实现。针对以上问题,提出了一种基于协方差交叉法的信息融合算法,在估计相关性未知时利用信息空间上的均值和协方差凸组合,通过寻找行列式的最小方差阵,融合各传感器的局部估计,可以得到不低于单个传感器估计的融合估计精度。进行量测相关数据,并通过UKF滤波仿真验证,证明算法的有效性。增强型等效旋转矢量算法在圆锥运动下的仿真
摘要：研究惯导系统,为提高精度,姿态算法在整个捷联算法中占重要地位。其中基于旋转矢量的姿态算法,提高计算精度的主要手段,在等效旋转矢量的更新周期中增加陀螺采样次数,采样次数增加带来的后果是导航计算机的负担加重,使数据采集、传输、运算的工作量都大大增加。为不增加陀螺采样次数能提高算法精度的角度出发,对等效旋转矢量算法进行研究。通过陀螺采样值充分利用增加高阶项来提高等效旋转矢量的计算精度,给出了等效旋转矢量算法新的表达式。并且用计算机对原有方法和增强型算法分别进行了仿真,证明算法可以保证航向和姿态精度要求。基于特征结构配置的硬式空中加油管解耦设计
摘要：关于空中加油伸缩管的耦合问题,采用特征结构配置,对优化系统很重要。针对伸缩管的运动受加油机牵连运动影响造成的不准确,进行分析了伸缩管的受力情况,并建立了伸缩管数学模型。为改善性能,设计了前馈控制器和特征结构配置理论基础上的输出反馈控制器,实现系统解耦并保证良好的动态性能,利用输出反馈特征结构配置的原理并推导了反馈增益矩阵的数学表达式。使系统具有良好的跟踪特性,通过引入了前馈补偿器,并给出了具体的设计过程。仿真结果表明,应用特征结构配置方法设计出的控制器,能够实现系统解耦,并具有良好的动态跟踪性能,能够快速准确地完成加油任务。基于变结构控制碟形飞行器复合控制方法研究
摘要：针对多输入系统的自由递阶变结构控制方法对碟形飞行器的复合控制问题进行了研究,问题在于如何协调执行机构之间的关系。为了优化系统的稳定性,通过对碟形飞行器所受合外力和力矩的分析可以得到碟形飞行器动质心运动动力学方程、动质心运动学方程、绕动质心转动的动力学和运动学方程、以及角度关系方程等数学模型,再进行小偏差线性化,得到纵向通道变质量矩/推力矢量复合控制线性化方程。其次,针对碟形飞行器变质量矩/推力矢量复合控制系统,设计了关于双输入系统的自由递阶变结构控制器,并进行了仿真。结果证明,与传统的PD控制器的仿真结果进行了对比。自由递阶变结构控制器对于正弦波的跟踪效果更好。基于三自由度飞行器模型的航迹发生器设计
摘要：针对飞行器航迹研究,捷联惯性导航系统的性能评估需要飞行轨迹数据和相应的惯性器件参数,但真实飞行数据较难获得,且不易灵活调整。为了仿真实际的速度、位置、姿态等飞行数据,设计了三自由度飞行器模型的航迹发生器。在建立三自由度飞行器模型的基础上,设计了飞行器的航路飞行控制方案,并实现了多航路点的飞行仿真与导航验证。实验结果表明,算法所产生的飞行轨迹数据和惯性器件数据过渡平滑、符合飞行动力学特点,并且通过调整参数设置能够方便地制定航迹,对于分析和提高捷联惯性导航系统性能具有重要的理论参考价值。对地观测卫星资源优先级设计分析
摘要：研究卫星调度问题,设置对地观测卫星资源的优先级是对地观测卫星调度首要考虑的因素。为了建立航天资源服务等级体系,首先在对观测卫星资源应用需求进行分析的基础上,研究了影响资源优先级设置的9个基本原则,并完成各原则的定量化描述;然后通过建立改进TOPSIS模型得到了卫星资源优先级的设计方法。可结合实例给出优先级的计算过程,经仿真计算,验证了设置过程和结果的可行性,为进一步研究对地观测卫星调度算法提供参考。一种实时目标跟踪航迹数据融合算法
摘要：在研究多传感器的目标跟踪数据融合时,针对算法都需要事先了解数据的一部分先验知识,虽然能够提高数据的跟踪精度,但只能应用到事后的数据分析中。为了使融合中心能在传感器录取目标数据的同时进行跟踪数据的融合处理,数据融合算法必须实现实时性。为了解决数据融合算法在提高精度的同时不需要以先验知识为背景的问题,提出一种利用数据间支持度函数矩阵进行多组数据加权融合的结果来替代滤波测量值进行卡尔曼滤波,并得到多组测量数据的实时动态融合跟踪。仿真结果表明,能够实时跟踪目标,同时数据融合的跟踪精度大大提高。分时复用三轴陀螺相位差估计算法研究
摘要：动态条件下分时复用三轴光纤陀螺相位差导致工作轴精度降低,目前尚无较好的解决办法。由分时复用陀螺模型参数推导出系统输入输出的差分方程,进行幅频和相频仿真,得到相位差幅值大小直接影响系统的精度。为此首次提出了基于数据趋势估计的m点迭代相位差估计算法,重点分析了基于数据趋势的估计算法普遍存在的锁死机理,提出了基于调整跳转系数和引入遗忘因子的解决办法,并加入判断准则以抵抗异常值的影响。讨论了算法的收敛速度及其在实际中应用的问题。通过仿真实验验证了算法的可行性和正确性。从实验数据中可以反映出在动态条件下,该算法可以使得分时复用陀螺单轴精度提高1.3倍以上。GPS闪烁软件接收机的设计与实现
摘要：为了通过实际观测数据提取并实时显示闪烁指数S4,用于电离层闪烁现象的研究和空间天气环境监测。根据电离层闪烁测量的基本原理,主要探讨了用于电离层闪烁测量的GPS软件接收机系统的设计与实现。设计了以GP2015、FPGA和DSP芯片为核心的GPS信号采集处理系统,并在PC机上进一步探讨了信号的捕获、跟踪算法以及电离层幅度闪烁指数S4的提取方法。相关结果表明GPS软件接收机的计算结果与美国硬件闪烁接收机GSV4004的观测结果是一致的。GPS软件接收机的硬件结构可靠,软件算法合理,具有良好的应用和开发价值。飞行控制系统鲁棒性定量评估方法研究
摘要：优化飞控系统性能的研究,针对控制飞行系统性能要求性能的稳定性和精确性是重要指标。为实现上述指标的评估,传统的方法对控制系统鲁棒性的评估仅限于定性评价,进行定量评估是当前的一个难点。提出鲁棒度的概念,结合层次分析法（AHP）,提出一种概率鲁棒分析的鲁棒性定量评价方法,对飞行控制系统进行性能评估,通过在任意给定性能水平下的性能可接受概率值计算,得出系统鲁棒性能的定量评价,可以较为直观地对不同飞行控制系统鲁棒性能的优劣做出比较,从而解决了飞行控制系统鲁棒性定量评估方法。仿真结果进一步验证了算法的有效性。改进粒子滤波算法在导航系统中的应用
摘要：研究全方位导航,针对实时精确定位问题,为了提高全球定位系统（Global Positioning System,GPS）的定位精度和可靠性,提出了一种基于改进自举粒子滤波（Bootstrap Particle Filtering,BPF）的GPS定位系统算法。根据GPS输出的参数之间的相互联系建立了系统的状态方程,并应用改进BPF算法对GPS接收数据进行滤波处理。GPS导航系统中采用DSP对GPS接收机的输出信号进行译码和滤波仿真。结果表明GPS信号受到干扰时,改进BPF能很好的处理这种观测样本出现异常的情况,表明能减少运算量,并能很好的提高GPS定位精度,具有一定的鲁棒性。复杂体系的复合建模方法研究
摘要：复杂体系建模问题是复杂体系研究的基础。在复杂体系的＂两层四级＂结构层级概念模型的研究基础上,为了实现各独立系统协同运作目标,提出了＂自底向上＂和＂自顶向下＂相结合的复合建模方法。系统研究了复合建模方法中的层次聚合建模方法和任务映射建模方法,通过引入＂涌现级虚拟系统＂的概念,实现了两种建模方法的有效结合。复合建模方法的提出,较好地适应了复杂体系的特征,对于复杂体系的分析和测度具有重要的参考意义。一种改进的差分进化自动聚类算法
摘要：针对基于进化算法的自动聚类方法具有收敛速度慢的缺陷,为回忆收敛性,提高算法精度,提出一种改进的差分进化自动聚类算法。算法从改进染色体评价过程中的解码方式,依据由染色体解码得到的聚类数和质心集,通过质心筛选和质心聚类两步操作,从包含于染色体中的聚类划分簇中提取较优的聚类划分,从而避免了因随机解码方法导致的对染色体的错误评价,使较优的染色体能够在种群进化中存活下来。仿真结果表明,新算法的收敛速度明显好于同类算法,并且收敛精度也有改善。
