针对目标跟踪系统中存在的无序量测问题, 在前向预测的基础上, 提出使用协方差交叉法处理无序量测的滤波算法。新算法首先在前向预测框架下, 构建包含延迟量测信息的重构航迹, 而后采用协方差交叉法对重构航迹与已有航迹进行融合, 实现再更新。通过采用信息滤波器和协方差交叉法, 避免了状态转移矩阵求逆及求解航迹相关性等复杂运算,新算法可处理一步和多步延迟无序量测情形。理论分析和仿真实验说明, 新算法在保证滤波精度的基础上, 减小了存储量与计算量, 实时性更好。

提出了一种基于对流层散射双向时间比对的双基地雷达时间同步的新方法(TWT3S), 利用对流层散射通信设备进行雷达站间双向时间比对以求取雷达站间精确的时间差。详细推导了TWT3S的计算模型, 对时间间隔测量误差、发射与接收设备时延误差、对流层时延误差、几何距离时延误差进行了讨论, 并给出了TWT3S的理论精度。计算结果表明, 对流层时延误差是最主要的误差来源, 占所有误差的90%以上。TWT3S模型的理论精度为15~21 ns, 比采用微波或光纤直接同步法精度高, 为双基地雷达时间同步提供了新的思路。

常规Voronoi图只能用于等威胁体的航迹规划, 对实际战场环境有较大的局限性。提出一种基于Delaunay三角网的改进型Voronoi图, 并将其用于不同威胁体的航迹规划。主要讨论了改进型Voronoi图的构造步骤以及起始航迹和终止航迹的确定方法, 最终在VC++6.0开发环境下完成了基于改进型Voronoi图的航迹规划。结果显示, 规划出的航迹能有效避开雷达等威胁, 表明了改进型Voronoi图在基于不同威胁体的航迹规划中的可行性。

针对先进战机分时体制干扰系统多目标干扰时的资源管理问题, 采用多属性决策方法建立了目标威胁等级评估模型, 并运用折中排序法(VIKOR)对目标威胁等级进行偏序处理, 重新整合了干扰任务请求队列; 从空间域、频率域、能量域和时间域4个方面综合分析了干扰资源的限制条件并对干扰效果进行了定量描述; 最后提出了分时体制干扰系统多目标干扰资源管理算法。偏序处理后干扰任务请求队列的整合与干扰时机、参数的控制可以有效提高干扰系统的效率, 提升干扰系统的智能化水平。

加固液晶显示模块需要通过高温环境试验, 以保证环境温度较高时仍能工作。建立了加固液晶显示模块的有限元分析模型, 测试了常温下的温度分布, 通过将仿真结果和实际测试数据相比较, 对模型进行了优化, 保证了仿真结果的精度。在此基础上, 仿真分析了不同环境温度、不同驱动电流下液晶屏和LED背光板上的温度分布。仿真结果表明: 当环境温度升高到65 ℃时, 必须将LED驱动电流降低到150 mA, 才能保证液晶屏温度不超过清亮点, LED结温不超过最大限制值。

针对连续非线性系统, 采用一种基于幂次趋近律的单向辅助面滑模控制方法。首先依据给定的连续非线性系统, 设计单向辅助面滑模控制器, 并在此基础上, 引入了幂次趋近律, 设计基于幂次趋近律的单向辅助面滑模控制器, 且给出稳定性和有限时间收敛的理论证明。该方法能够确保系统状态在切换面附近的趋近速度, 即当且仅当系统状态位于原点处时趋近律为零, 较好地削弱了系统抖振。最后, 通过实验仿真, 验证了该方法的有效性。

针对三维空间中无人机受到纯比例导引空空导弹攻击而采取机动规避的过程, 建立无人机与空空导弹的相对追逃运动模型。基于人工势场基本理论, 对空空导弹相对无人机的势力场进行分析, 构建指向无人机的势力场增加最快方向的态势模型, 利用反比例导引项结合反跟踪势场力项构成一种新的复合规避导引律, 分别对迎头攻击和尾追攻击时无人机规避攻击进行仿真。仿真结果表明, 该导引律能有效完成规避任务。

分析了经典Hough变换(HT)在参数空间映射方法存在无效映射及批处理投票缺乏实时性等问题, 提出了依据空中目标速度约束条件选取样本进行收敛映射和在线投票的改进HT检测算法。仿真实验结果表明, 改进目标航迹检测算法在信噪比(SNR)大于0.8 dB时都具有较好的效果, 算法目标捕获时间因信噪比不同而不同。信噪比大时可以迅速捕获目标, 信噪比低时则以时间换取检测概率。

无人机探测范围和携带的可消耗载荷有限, 因此, 当被侦测的目标需要不同种类和不同数量的载荷才能被完全摧毁时, 就需要一组无人机形成编队来打击目标。提出一种针对搜索打击任务的多无人机编队方法, 该算法通过两个阶段来确保打击目标的时延最短和编队规模最小。同时, 给出了3种不同的搜索策略: 随机搜索、多车道搜索、网格搜索, 进一步优化算法。最后, 利用Monte-Carlo方法仿真实现了编队算法并分析了3种搜索策略的性能。

K波段微波高光谱辐射计应用于大气探测方向, 能够在高湿度条件下改善大气温湿度廓线精度。为解决传统辐射计接收机未考虑在微波高光谱条件下频谱测量时间和系统复杂度增加的问题, 设计与实现了一种用于K波段微波高光谱辐射计的超宽带多通道线性接收机。通过结合传统微波辐射计接收机的数项优点, 改进的接收机结构拥有良好的宽带谱特性、高线性度和短频谱测量时间。在18~26 GHz频率范围内, 接收机的实测频率增益为77~80 dB、噪声系数为2.1~3.2 dB、线性度为0.999~0.9999和频谱测量时间平均为5.8 ms。实测结果表明, 设计的高频谱分辨率接收机适合K波段微波高光谱辐射计在大气遥感和快速天气变化观测中应用。

测试任务调度多考虑资源约束和任务优先级约束, 在对消息实时性要求较高的航空总线测试设备中, 需要将任务调度的实时性能作为关键衡量指标。将剩余可调度时间和总线负载均衡程度作为优化目标, 在满足资源限制的前提下结合总线协议特征, 提出一种包含精英集的动态粒子群算法进行多目标优化, 得到Pareto前沿和非劣解集, 并从中选择非劣解作为测试消息队列。实验仿真证明了该调度方法的有效性, 且测试消息队列能够满足高实时性要求, 并平衡总线间负载。

舰船惯性导航系统根据运动状态在水平阻尼和无阻尼两种工作状态间转换, 载体运动加速度引起的系统误差和状态转换时产生的超调误差会导致惯导的动态性能变差。针对传统阻尼方法的局限性, 采用自适应控制方法设计了平台式惯导的水平阻尼网络, 根据运动加速度的大小, 适时改变阻尼网络参数, 使舰船机动造成的系统误差最小, 并相应提出了抑制状态转换超调误差的方法。理论分析与仿真结果表明, 该方法能有效改善惯导的动态性能。

针对捕控指令电视制导导弹发射位置优化问题, 提出了一种多威胁条件下逐步缩小优化空间的优化方法。首先, 分析了发射位置约束, 建立了导弹作战空域静态、动态威胁模型; 其次, 提出了发射位置优化指标且建立了优化模型; 最后, 在粒子群算法的基础上, 进行了数值仿真。仿真结果充分验证了优化方法和模型的有效性, 具有一定的实战应用价值, 对导弹的作战使用规划具有重要意义。

针对制导炮弹非线性模型存在参数不确定性、建模误差和外界干扰的特点, 基于动态面设计了制导炮弹的鲁棒自适应控制器, 在设计过程中加入了一阶低通滤波器, 得到虚拟控制量的微分, 从而消除传统反步法中“计算膨胀”的难题。针对模型的不确定参数的影响采用鲁棒函数抵消, 并通过非线性阻尼项消除外界扰动, 最后由Lyapunov方法证明该闭环系统为半全局稳定。该设计方法较为简单, 在有效利用已知信息的前提下, 放宽了不确定项的限制条件, 且跟踪误差可以通过控制器的可调参数加以调整。仿真结果证明了该方法的有效性。

为提高机载光电跟瞄平台的跟踪性能, 将模糊控制与PID控制相结合, 通过改变模糊控制器输入与输出变量的论域, 来提高模糊PID控制器的适应性, 以改善光电跟瞄平台的控制性能。仿真结果表明, 该方法能够减小超调量, 缩短响应时间, 提高控制精度, 具有较好的鲁棒性。

为了及时发现及定位基于FPGA(Field Programmable Gate Arrays)的自适应波前处理器执行过程中发生的问题, 提出一种针对该波前处理器的故障诊断系统以解决这一问题。根据调试及操作的需求, 该系统能够向上位机实时反馈当前波前处理各部分的执行结果及运行状态, 定位故障并分析数据误差。该系统在137单元波前处理器实验平台上进行了实验, 实验结果表明: 在处理器实时校正过程中, 监控系统反馈的数据及相关信息与相应理论值能够很好地匹配, 能及时发现故障并定位。该系统应用于大型地基高分辨率成像望远镜的自适应光学系统, 直观反映自适应光学波前处理器的运行过程及相应结果, 如发生故障, 可以及时发现并定位故障来源, 较大地提高了硬件及软件的调试效率。同时, 通过各阶段运行结果的分析, 有利于进一步提高各部分运算速度及精度。

提出一种双次棱镜耦合输入全息波导显示系统, 介绍了其工作原理, 设计分析了双次棱镜耦合输入消色差原理, 并对模型做出仿真分析。仿真结果表明, 该系统视场角为24°×20°, 出瞳直径为40 mm, 畸变小于2%, 全视场MTF在30 lp/mm处大于0.7, 满足光学系统的成像要求。

SRAM(Static Random Access Memory)型FPGA凭借其动态结构调整的灵活性等特点, 被广泛应用于工业领域。针对动态可重构功能单元的布局问题, 分析了模拟退火解决方案的局限性, 提出了基于电路分层划分和时延驱动的在线布局算法。算法首先按最小分割原则将电路划分为一定数目的层, 然后按自顶向下的原则在芯片的每一层中布局划分出的层, 同时保证电路关键路径的延时最小。实验结果表明, 所述算法在时延、线长和运行时间方面均优于VPR算法。

在电磁定位系统中, 若没有考虑环境磁场、制造工艺等误差因素的影响, 会导致系统定位精度下降。介绍了一种提高电磁定位系统定位精度的方法, 该方法为了克服经典磁偶极子模型过于理想化的缺点, 提出了误差修正模型, 介绍了天线参数标定原理, 同时给出了修正因子的标定方法、标定流程以及装置。通过对比试验可以看出, 经过模型修正的系统定位精度可达到未修正模型的5倍。

针对电子战三维视景软件的需求变化特征, 提出了其适应性软件架构的设计。研究了领域需求的变化, 提出了需求的抽象和分析方法, 进行了电子战三维视景软件的适应性架构设计, 具体说明了软件的需求处理、需求与架构的对应关系, 及其逻辑架构和运行架构, 给出了领域需求变化时通过架构调整进行系统应用扩展的方法, 表明适应性架构可快速响应变化需求, 缩短开发周期, 减少开发成本。

采用中频数字化技术的塔康视频信号是离散的脉冲调幅信号, 含有大量随机填充脉冲, 占空比大。首先,针对峰值搜索提取包络的方法在低信噪比环境下效果差, 提出一种新的数字包络检测算法,设计与脉冲相匹配的滤波器, 通过检测匹配滤波器输出的最大相关峰值确定脉冲到达时刻, 拟合整个脉冲估计其峰值得到包络信号; 然后,用最小二乘算法拟合包络估计方位, 通过残差分析以一定置信度剔除粗差; 最后,对连续k个方位参数数据平滑得到最终的结果。在装备模拟器上的仿真实验表明, 所提方法在0 dB功率信噪比下, 能有效检测包络、估计方位信息, 估计误差小于0.5°, 满足系统精度要求。