官产学合作创新系统建模与仿真方法研究（上）
摘要：随着人类社会进入知识经济时代，推动科技发展和社会进步的“产学研合作创新”，不论从内涵到形式都发生了深刻地变化，并逐步成为国家发展战略的重要组成部分。自1995年“三螺旋创新理论”诞生以来，大学、产业和政府之间的三螺旋创新模式，大大激发了“官产学合作创新”的出现，而且首先在日本国家创新发展中获得成功，这就赋予了“产学研合作创新”的强大生命力。本文试图以复杂适应系统（complex adaptive system，CAS）理论、自组织理论和三螺旋创新理论为基础，对官产学合作创新系统进行较为深入的研究，其研究内容主要涉及：基于CAS理论官产学合作创新系统的概念、复杂性与其产生的机理；官产学合作创新系统概念模型的构建，以及官产学合作创新系统仿真模型与研究方法等。靶场光学测量数据大气折射修正研究
摘要：研究外弹道数据测量优化问题，在外弹道测量数据处理中，由于大气折射误差，引起系统误差。当目标相对于测量装备为低负仰角时，大气折射给俯仰角带来的测量误差最大可达3’～4’，造成测量数据不准确。为了对靶场的光学测量数据进行有效的大气折射修正，提出了建立俯仰角折射修正模型，接着详细论述了折光修正计算过程，最后以负仰角、低仰角和大仰角的目标为例，采用改进方法进行大气折射修正仿真，检验修正结果。结果表明，新方法科学、合理，具有工程应用价值。靶场光学测量数据大气折射修正方法很好地修正了由于大气折射带来的高度误差，提高了数据处理精度和数据可靠性。方差自适应机动目标跟踪算法研究
摘要：针对机动目标弱机动时不能自适应调整，从而对弱机动目标跟踪精度不高的缺点，提出了一种改进的方差自适应机动目标跟踪算法。新算法将机动目标的运动状态分为弱机动状态和强机动状态，并通过新息平方的统计量和当前加速度估值进行机动自适应检测，能够根据目标当前的机动特性自适应调整过程噪声协方差矩阵，使运动模型与机动目标的当前运动状态相匹配，在保持对强机动目标跟踪性能的同时，实现了对弱机动目标更为精确的跟踪。仿真结果表明，改进算法对弱机动目标的跟踪性能明显优于当前统计模型。基于摇架约束的炮口振动仿真分析
摘要：针对火炮射击时身管振动动力学和减小炮口振动的问题，建立了综合考虑弹炮刚柔耦合和摇架约束的身管振动动力学模型，以和射击精度相关的炮口振动横向线速度、横向线加速度和角位移、角速度表征炮口振动，在ADAMS中对身管振动动力学模型的四个参量进行了数值仿真求解，并考虑通过改变模型中摇架前后衬套距离来减小炮口振动。仿真结果表明，摇架约束的模型能够反应火炮射击时的身管实际振动规律，为减小炮口振动设计提供的依据。雷达多目标跟踪的关联粒子滤波研究
摘要：在整个导弹防御系统中，多目标跟踪是很重要的一项技术，要求系统快速机动地跟踪导弹目标，但系统存在非线性问题，使用传统方法使跟踪偏差大。为解决上述问题，提出在非高斯条件下，把高斯一厄米特粒子滤波算法和联合概率数据关联方法相结合，对多目标跟踪的数据进行关联处理并进行状态估计。利用高斯一厄米特滤波计算的均值、协方差产生密度函数，并生成具有后验特征的粒子。用联合概率数据关联方法进行杂波剔除和数据关联，并对综合的关联粒子滤波算法进行仿真。仿真结果表明，改进方法可以有效解决多目标的准确跟踪问题。轴向增强炮弹破片场优化控制及反导效能分析
摘要：为了弥补弹目迎击交汇过程中炮弹命中精度不足，提高对目标毁伤的效能，设计了一种能够在轴向形成能量相对集中和径向形成均强分布破片场的新型高效毁伤炮弹——轴向增强炮弹。结构方面首次采用炸药直接驱动前置预置破片的方法来提高轴向速度和形成高密度轴向抛撒的破片场对目标毁伤，通过理论和数值方法建立了弹目交汇过程的理论模型和对空中目标的毁伤效能模型，运用有限元仿真计算的方法系统的对不同破片排布方式的轴向增强炮弹战斗部在不同遭遇条件下对目标的毁伤效能进行了仿真。结果表明调整预制破片的排布形式对提高对目标的毁伤效能是非常有效的。云重心评判法在目标毁伤效果评估中的应用
摘要：在战争模式的研究中，对目标毁伤的数量和效果的优化评估问题，近来，各种目标毁伤的程度以及毁伤模式有了很大变化，这给目标毁伤效果评估带来了困难。根据目标毁伤效果评估的特点，结合云重心评判法原理，提出了基于云重心评判法的目标毁伤效果评估方法。在分析了目标毁伤评估指标体系的建立和毁伤等级划分方法的基础上，建立了空军基地毁伤效果评估功能指标体系，利用加权偏离度来衡量毁伤效果与理想状态的偏离程度，得到了目标毁伤等级。空军基地毁伤效果评估实例表明该方法是正确和有效的，为目标毁伤效果评估提供了一种有效的方法。战区装备保障点动态选址仿真问题研究
摘要：传统的选址决策多为静态选址，很少分析动态因素影响。综合考虑需求变化和物价上涨等因素，针对解决战区装备保障点的动态选址优化决策问题，首次提出建立了动态的广义最大覆盖选址模型，采用分析遗传算法、BP神经网络和模拟退火算法的优缺点基础上，设计并提出了一种遗传模拟退火算法与BP的混合算法，并根据算法步骤设计了动态选址实验流程。用实例进行仿真研究，结果表明了改进算法的有效性，同时较好地解决了战区装备保障点的动态选址优化问题。半开式离心叶轮自循环机匣处理扩稳机理研究
摘要：为了改善传统的机匣处理在取得扩稳效果的同时伴随着叶轮绝热效率的下降，提出了一种新式的自循环机匣处理结构，并针对LSCC离心叶轮利用数值仿真的方法研究了处理的扩稳机理。分析表明，自循环机匣处理能有效的延迟失速的发生并在近失速区域略微提高压气机的绝热效率以及总压比。通过详细的流场仿真表明，用循环形式的机匣处理结构能有效地增大进口轴向速度以及叶顶区的气流进气角度，抑制了间隙泄漏涡在叶顶通道内的发展，从而减少叶轮叶顶区域的流动损失。亚轨道可重复使用运载器再入姿态控制
摘要：研究运载器再人姿态稳定控制问题，亚轨道可重复使用运载器（Suborbital Reusable Launch Vehicle，SRLV）的再人，环境变化剧烈，非线性严重，系统的稳定性受到影响。针对传统控制器在飞行器大空域飞行、系统参数大范围变化时，控制能力欠缺的问题，提出了应用模型参考自适应的控制算法，对系统模型进行自适应控制，设计了SRLV再人返回段的姿态控制器。通过其在Matlab平台上进行仿真，结果表明，改进算法在环境参数剧烈变化和系统具有较强不确定性的情况下，能够对SRLV进行鲁棒、精确的控制，为运载器再入姿态控制提供了参考。导弹电动伺服系统非线性特性建模与仿真研究
摘要：研究导弹电动伺服系统优化问题，由于导弹电动伺服系统是复杂的非线性系统，导弹上成功应用必须克服控制系统中的间隙、摩擦等扰动因素的不利影响，以及自身刚度低所带来的控制系统动态特性很难提升等缺陷。伺服系统作为导弹控制系统的执行机构，对动、静态特性将直接影响导弹的操控稳定性能，并决定导弹能否稳定飞行。为提高伺服系统性能，在分析电动伺服系统非线性特性影响因素的基础上，对非线性特性进行机理建模，同时采用控制补偿方法抑制非线性影响，提高电动伺服系统的位置控制精度，仿真验证了模型控制补偿的正确性，为优化伺服系统的设计提供了依据。飞行控制系统辨识方法研究
摘要：研究飞行控制系统精度优化问题中，针对系统辨识模型阶次难以确定从而导致辨识精度难以满足要求，提出了一种通过将待辨识系统的非线性隐式方程进行离散化，建立非线性系统辨识模型，克服了传统辨识模型需要确定系统阶次的困难，所用系统辨识模型物理意义明确，算法实现简单。采用最小二乘支持向量机算法，选取合适的径向基核函数，以某型无人机为研究对象，用上述辨识方法进行仿真。仿真结果表明，上述算法具有良好的预报能力和较强的泛化能力，同时具有较高的辨识精度。亚燃冲压发动机建模及性能研究
摘要：关于冲压发动机动力性能优化建模问题，冲压发动机模型及特性与飞行高度、马赫数、攻角有关，决定发动机的性能因素。为了优化冲压发动机动力性能和控制系统设计总体规划，提出建立亚燃冲压发动机特性计算的数学模型，借助于simu—link仿真平台搭建了亚燃冲压发动机模块化的稳态仿真模型，进行不同飞行条件下的特性计算的分析，重点分析了不同进口条件对进气道正激波强度的影响。通过与GasTurb软件中模型参数比较验证了模型的正确性。仿真结果表明，模型可用于冲压发动机总体初步设计研究。SINS大失准角初始对准的改进算法研究
摘要：在捷联导航系统优化控制的研究中，捷联惯导系统（SINS）初始对准的误差方程存在是非线性，对于静基座初始对准造成误差较大。传统采用的方法是将失准角视为小角度，可将误差模型线性化，利用KF完成静基座的初始对准。但是对于动基座大失准角来说，多采用非线性滤波方式来解决，建立误差模型，并采用UKF滤波进行数据融合。由于非线性模型的噪声参数未知等原因，常规的UKF可能会出现滤波发散现象，为解决上述问题，提出采用自适应方法的UKF来对建立的非线性模型进行滤波。仿真结果表明，在大失准角情况下，采用非线性模型的AUKF比UKF滤波具有更好的对准精度和更快的收敛速度，可为优化设计提供参考。基于CLIPS的航天器预警专家系统的设计与实现
摘要：针对在轨航天器预警问题，由于空间碎片和微流星撞击，导致航天器受损伤。为保证在轨航天器的安全，要求优化预警精度。为减少误报警，提高预警精度，提出建立专家系统用在航天器预警技术。采用区域预警判定机制建立了以航天器为中心的警戒区和规避区，通过不同区域的阈值作为专家系统的判定，并用前向推理规则和Rete模式匹配算法设计了航天器预警专家系统。研究在CLIPS环境中实现了所设计的专家系统，并进行仿真验证。仿真结果表明，所建立的预警专家系统能根据物体间相对位置信息做出准确的预警判定，从而为航天器智能预警系统设计提供了科学依据。现代化多星座卫星导航系统性能分析研究
摘要：卫星定位系统因其全球性、全天候、高精度等优点而被广泛应用。然而单一卫星导航系统在地球特殊区域存在可见星数目有限，卫星几何构形不佳等问题。针对上述问题，结合各系统未来更新状况，提出使用MATLAB软件进行星座仿真，分析了北斗、GPSIII、GLONASS、GALILEO各系统区域定位的局限性，并利用最小二乘法将四个系统进行组合，从可见星数目和GDOP值两方面对组合系统与单一系统展开性能比较。仿真结果表明，组合星座系统能够明显增加可见星数目，改善单一星座区域GDOP值，提高定位精度。基于雷达／红外成像的机动目标加速度估计
摘要：研究机动目标跟踪精度优化问题，需获取机动目标加速度准确信息。由于空间外界干扰造成雷达提供信息不准确，为此提出了基于雷达／红外成像的机动目标跟踪信息融合算法。建立了机动目标与空空导弹的相对运动目标机动数学模型，引入了雷达／红外成像导引头联合观测方法，并对两者的观测信息在时间上进行同步配准。采用雷达／红外成像信息融合跟踪扩展自适应卡尔曼滤波算法进行仿真。仿真结果表明，改进算法能够对机动目标加速度信息进行有效的、实时准确的估计，验证了所设计的跟踪算法的正确性，实现了以直接碰撞方式达到毁伤目标的目的。动载作用下机场刚性道面模态参数识别研究
摘要：关于机场道面刚性结构参数识别问题，研究移动荷载作用下机场刚性道面识别系统中，传统弹性、粘弹性解析识别精度的不足，建立了移动荷载作用下弹性支承边界、弹性嵌固边界和实际边界条件下的道面板的运动方程，提出了一种基于变分法、功互等定理的Kelvin粘弹性地基上道面板系统的识别方法。同时根据最小二乘法准则进行反演，拟合实测动挠度和理论动挠度，从而识别出地基反应模量K。经仿真与实测结果可知，改进方法在保证识别速度的前提下可以显著提高识别精度，具有很好的应用价值，为机场刚性道面的设计、参数识别和质量评价等提供理论依据。
