针对UCAV编队对地攻击协同控制决策优化问题,首先构建了UCAV编队对地攻击任务分配的自主价值优势矩阵。在此基础上依据多人冲突理论分别对双方以及本机编队进行权重分配;建立了UCAV编队对地攻击协同任务分配的整体价值优势矩阵,由此根据决策变量与约束条件构建了任务分配问题的数学模型。然后应用贝叶斯优化算法对该模型进行了优化分析。仿真实例表明,所建协同任务分配模型能够反映编队协同控制决策的重要性,而且应用贝叶斯优化算法能够很快收敛到全局最优解,能有效地解决UCAV编队对地攻击的协同任务分配问题。

CMOS图像传感器以其集成度高、功耗低、抗辐射能力强和成本低等优势已经逐渐被应用到天基空间目标可见光监测系统中。作为系统成像能力和识别能力的重要指标,准确地分析和评估CMOS图像传感器的成像距离是天基系统设计的前提和基础。在对CMOS和CCD传感器进行对比的基础上,从信噪比的角度出发,以深空作为背景,根据光度学和辐射度学的基本原理,对基于CMOS图像传感器的天基空间目标监测系统的成像距离进行了详细分析和公式推导,并以STAR-1000 CMOS图像传感器为例验证了理论模型和计算公式的正确性,最后对进一步提高CMOS图像传感器成像距离的方法进行了简要分析。

针对ATR效能评估现有研究的不足方面,重点研究了ATR效能的概念,建立了作战能力指标体系和基于灰色关联分析法的作战能力评估模型,并对指标体系的合理性和评估方法的适用性进行了分析,解决了ATR效果评估所涉及的部分重要问题。

针对非线性时变系统在自适应控制过程中瞬态响应差的问题,提出了一种基于多模型自适应控制的模型切换算法。首先,在多模型框架下,通过在模型切换中使Lyapunov函数产生最大的负跳变而选择辨识模型,同时重置参数;其次,通过Lyapunov方法分析了整个系统的闭环稳定性;最后,通过一个仿真实验,表明该算法可以有效地提高系统的瞬态响应性能。

为了提高机电跟瞄平台的图像跟踪精度,针对波门跟踪方法,从脱靶量的预测、图像信息的滞后和伺服系统的动态精度3个方面入手,定性分析了它们对波门设计的影响。以此为基础,建立了目标空间角运动的Kalman运动模型,获得目标角运动参数的估计,并综合考虑图像传感器的滞后,推导了预测脱靶量的公式,完成了自适应波门的设计。最后以汽车为目标对常规波门和自适应波门进行了跟踪实验。

激光制导炸弹是一种无动力可控**,根据这种特性,提出了偏转投弹的作战方式,即投弹时炸弹的速度在水平面的投影与弹目线在水平面内的投影存在一个夹角(即偏转角)。这样有利于载机投弹后迅速逃离敌方防空区域,从而提高载机生存率。首先,建立了激光制导炸弹的六自由度模型;然后,对激光制导炸弹的六自由度模型和控制系统在VC环境中进行了仿真试验;重点研究了偏转投弹的弹道以及在不同条件下偏转投弹与投放域(即攻击区)的关系;最后,对仿真结果做了对比,并从炸弹飞行时间、偏差、能量各方面分析了原因,结果表明此攻击方式的可行性。

提出了一种基于遗传算法的直觉模糊多目标规划模型。首先,定义了目标函数和约束函数的隶属和非隶属函数;其次,通过直觉模糊“最小-最大”算子,提出直觉模糊多目标规划模型;然后,用遗传算法进行求解,使之适应线性和非线性的情况,具有通用性;最后,通过一个算例表明,直觉模糊多目标规划的性能优于模糊多目标规划。

针对低信噪比情况下目标的雷达一维距离像性能较差的问题,提出利用小波去噪以增强目标一维距离像的方法。对去噪后的目标一维距离像提取归一化中心矩,分别采用径向基函数网络和BP网络进行分类识别;在分析了两类网络用于分类识别特点基础上,指出具有不同拓扑结构和传递函数的神经网络对于各类训练样本分布状况的学习和描述能力不同,提出了一种综合利用两种网络做融合识别的新方法。通过对5类飞机暗室测量数据的实验,验证了上述方法的有效性。

针对无源阵列对机动目标跟踪效果较差的问题,在融合交互式多模型和粒子滤波方法的基础上,提出了一种基于粒子滤波的交互多模型(IMM-PF)算法。该算法采用多模型结构以跟踪目标的任意机动;各模型采用粒子滤波算法,以处理非线性、非高斯问题。各模型中相对固定数目的粒子群经过相互交互、粒子滤波后再进行重抽样以减少滤波退化现象。与典型的交互式多模型算法(IMM-KF)进行了比较,计算机仿真结果证实了新算法的正确性和有效性。

建立了复合控制空空导弹俯仰/偏航两个通道间的耦合近似线性动力学模型。仿真分析了主要耦合因素对导弹动态特性的影响,同时基于输出反馈特征结构配置解耦控制算法对其进行解耦,对比仿真结果,说明该算法对于参数变化不明显、干扰不大的系统解耦效果比较好,下一步需要研究具有强鲁棒性的复合控制解耦算法。

阐述了新型微光传感器件电子倍增CCD(EMCCD)的基本工作原理。分析了EMCCD与普通CCD、增强型CCD(ICCD)和电子轰击CCD(EBCCD)器件的优缺点,并对其微光探测能力和信噪比进行了比较。对比介绍当前国外EMCCD芯片及EMCCD摄像机类型,简述了EMCCD在**、民用方面的应用前景。

设计了一个红外波段消色差共形光学系统。共形整流罩采用流线型几何外表面,能够有效减少空气阻力,提高导弹飞行性能。但是上述表面破坏了球形整流罩的点对称几何特性,使该系统具有大倾斜、大偏心光学特性,引入依赖于目标视场和瞬时视场的动态像差特性。已报道的文献都是针对单色像差校正问题,而对于大目标视场下单色像差与色差校正难点一直没有相关研究报道。基于实际光线追迹结果、通过衍射元件色散特性和构建适当的光学系统结构,克服了导引头内部有限的空间限制,实现了系统消色差设计。最后设计实例结果表明,系统在整个目标视场范围内均得到较好的成像质量。

为科学评价地空导弹营指挥员的射击指挥能力,从分析地空导弹营射击指挥过程出发,建立了地空导弹营射击指挥能力评价指标体系,提出了一种基于灰色定权聚类和隶属度函数的射击指挥能力灰色聚类评价方法,并结合实例对射击指挥能力进行了聚类评估,对方法的有效性进行了检验。结果表明该方法用于地空导弹射击指挥能力的评价是切实可行的。

采用模糊小波神经网络控制器对隧进殉爆系统进行控制,快速、准确、安全地排除机场未爆弹。模糊小波神经网络控制器采用小波函数作为模糊隶属函数,将模糊控制与神经网络相结合进行模糊推理。利用遗传算法全局搜索的特点,对神经网络参数进行离线优化;然后利用参数自调整的自主适应环境变化能力,对网络参数进行在线调整。实验结果表明:设计的控制器具有良好的鲁棒性,可以保证隧进殉爆系统在未爆弹弹道中顺利前行,完成未爆弹排除任务。

弹性体导弹的横向振动与刚体运动具有复杂的耦合关系,针对弹性体导弹高速飞行时产生的弹体横向振动,采用带尾部推力的欧拉-伯努力梁模型建立了弹性体导弹的横向振动模型。基于对该模型的分析,提出了一种自适应参数估计方法,对模型中的耦合参数进行修正,仿真结果表明该方法能够使耦合参数快速稳定地收敛到真值。

支持向量机(SVM)是一种新的很有效的模式识别方法,将其应用到雷达信号识别中可以较好地解决此类问题。由于传统的支持向量机由两类扩展到多类问题时,会出现不可分区域。针对雷达信号的多类识别这一实际问题,提出解决这一现象的模糊支持向量机理论(FSVM),并定义输入向量对于某类的隶属度函数,更符合实际情况。此外,支持向量机理论本身对于支持向量的选择并没有指导性,对此利用模糊C均值(FCM, Fuzzy C-Means)聚类,对训练样本进行预处理,可以大大减少训练样本的数量,从而提高支持向量机的训练速度。仿真对比实验和结果证实了结合FCM对训练样本预处理的FSVM法对雷达信号识别具有训练速度快、识别准确率高的特点。

为了抑制末制导雷达目标跟踪过程中的角闪烁噪声,对闪烁噪声的统计特性进行了分析,建立了符合其分布的统计模型及系统的状态空间模型,用交互多模型算法解决了角闪烁背景下的目标跟踪问题;并根据该问题的特点,对IMM算法进行了简化。仿真结果表明,用交互多模型方法抑制角闪烁噪声是非常有效的,基于转换卡尔曼滤波的IMM算法比基于扩展卡尔曼滤波的IMM算法具有更高的跟踪精度;简化的IMM算法虽然在跟踪精度上不如基本的IMM,但仍然达到了很好的滤波效果,而且大大降低了计算的复杂程度,是一种更符合工程实际的抑制角闪烁噪声的方法。

电磁特性数据是电子信息装备内场仿真试验不可或缺的数据资源,为了克服传统电子信息装备仿真试验中的电磁特性数据获取方法的不足,提出了从遥感影像中大批量获取大区域范围的电磁特性数据的新方法。首先依据不同地物的电磁特性规律对某一地域的地物进行了分类,从多尺度分割概念和基于异质性最小的区域合并算法两个方面,深入研究了针对地物分类的面向对象多尺度分割算法,并结合实践对算法进行了应用。由于遥感影像的真实性,保证了电磁特性数据提取的准确性与可靠性,实践证明此研究为大批量获取电磁特性数据提供了一种有效的方法和思路。

多目标跟踪的关键就是对目标数和目标状态的准确估计。将目标集合看成一个随机集,并且目标数也是变化的。采用一阶统计矩近似表示状态空间的概率密度,通过蒙特卡罗模拟近似表示一阶统计矩,从而实现多目标跟踪。实验表明,在杂波环境下,PHD算法可以实现多目标跟踪,并且各参数对跟踪精度有一定的影响。

为使头盔微光夜视镜的重量更轻,同时保证其较好的成像性能,分析了光学塑料的特性及其加工,通过引入高次塑料非球面,设计了含有3个高次塑料非球面的6片式微光夜视物镜。该物镜具有大视场(40°)、小F数(F/1.25)、小畸变(1％)的特点,光学传递函数在空间频率40lp/mm时,轴上传函≥0.6,轴外传函≥0.4,满足微光夜视物镜成像要求。相对具有同样性能的传统物镜系统,总长41mm,为传统物镜的82.6%,重量13.3g,仅为传统物镜的32.7%。为头盔式微光夜视系统减重设计提供了一个新的参考思路。

为了解决当前雷达情报传输中存在的问题,提出一种利用IP宽带网络传输雷达情报的系统,设计了本传输系统的关键设备--采用ARM处理器的嵌入式网关。利用专用芯片进行了串口电路的扩展,解决了雷达情报接收中的多串口通信问题;通过裁减、移植嵌入式实时操作系统RTLinux,提高了嵌入式网关对雷达情报处理和传输的实时性和可靠性;在嵌入式操作系统的基础上,利用Socket网络编程,最终实现了雷达情报在IP宽带网上的正常传输。在实验室内,对系统进行测试验证,结果表明,该嵌入式网关能够顺利地对多个串口输入的数据进行处理和转发,在广域网内实现了数据的实时、高速、可靠传输,满足雷达情报传输的要求。

对复杂系统的维修过程,需要构建一种有效的测试序列作为测试诊断策略,以获得高的故障隔离精度,并使包括测试费用、测试时间、测试所需的人力物力等在内的测试代价较低。针对系统维修中的顺序诊断策略问题,给出了问题的一般描述。对测试排序问题的最优算法,进行了算法过程分析并说明其在实现中存在的问题。在此基础上研究一种次优顺序诊断算法,即基于信息试探(IG)的诊断树产生算法,给出了根据系统相关矩阵进行算法设计的步骤,并将这种算法与最优算法进行了理论和实例仿真比较。结果表明基于信息试探的诊断树产生算法简单、实时性好,可用于复杂系统的在线诊断测试和维修诊断过程。

针对空战仿真系统中作战飞机编队的复杂决策问题,运用Agent方法建立了飞机编队的决策行为模型。首先,分析了作战飞机编队Agent的功能和体系结构。其次,提出集成规则和范例推理的编队飞机Agent推理决策模型,解决了决策行为模型中规则知识和经验知识之间的矛盾,使仿真实体更具智能性。最后,引入主从对策和黑板知识系统建立了编队飞机内部的决策协调模型,使空战仿真中的群决策问题得以较好的解决。