针对多飞行器协同作战中关键交互技术需求,以协同任务为驱动提出设备级多机航空电子网络架构。在该架构中,通过改进的拍卖式快速任务规划算法可以完成任务与承担飞行器的匹配,因此,可将飞行器间的协同交互代价转换成机载设备间的交互代价。其次,以交互通信代价目标函数为依据,提出基于协同任务的航空电子网络服务质量的评价方法。系统仿真结果表明了该架构以及评价方法的简洁性,在反映多飞行器协同作战实质的同时,也对网络质量进行了合理的评估。

在激光扫描显示系统(LSDs)中,MOEMS对激光束的空间调制主要分为Lissajous与Linescan两种模式。为了深入分析各模式的扫描特点,比较各模式之间的优缺,针对每种模式提出了扫描显示分辨率和轨迹均匀性这两个指标进行对比研究。按照仿真分析得出的最小像元划分方法,相同分辨率下,Lissajous模式对MOEMS快轴频率的最低要求要比Linescan模式大约高57%。另外,利用Matlab对不同MOEMS模式进行同一图像的扫描仿真,仿真结果表明,Lissajous扫描轨迹呈现出上下边缘密、中心疏的不均匀特点,而Linescan扫描轨迹则呈现出喇叭状不均匀特点。

低空探测雷达探测范围较小,军用领域对其进行威胁范围分析时,常将雷达辐射传播特性近似为视线特性以提高分析效率,并运用通视性计算的方法进行分析处理。通视性计算问题是指计算已知观察点的可见区域集合的问题,常用算法有R3,PRVA,PREAI,R2,Xdraw等,这些算法计算量大,计算过程复杂,不能很好地满足军用领域对威胁分析的快速高效的要求。综合分析各种算法优缺点,选取并改进Xdraw算法,进一步提高运算效率。最后,在数字高程模型(DEM)的基础上,使用VC环境做验证仿真。仿真结果表明,改进的Xdraw算法在保证精度降低不大的同时,运算速率更快,说明改进的Xdraw算法计算威胁源通视性的可行性和高效性。

针对无人机作战网络多任务协作问题,提出一种基于动态联盟的无人机多任务协作模型。根据无人机网络的连通性和任务优先级,建立任务协作消息转发机制,合理控制动态联盟建立规模,以提高联盟的多任务处理效率。在离散事件系统仿真理论的基础上,建立了一种基于优先级队列的无人机网络多任务协作仿真模型,采用时间步长推进方法,模拟了无人机网络的多任务协作过程。实验结果表明,与原有的动态联盟多任务协作方法和非协作的多任务处理机制相比,改进方法能够减少无人机网络的多任务处理时间,提高无人机作战的多任务处理效率。

针对非线性系统噪声未知时粒子滤波容易发散或者精度下降的问题,提出一种粒子滤波和改进的Sage-Husa估计器相结合的混合滤波算法。首先用粒子滤波对系统状态进行初步估计,将初步估计值作为次级Sage-Husa滤波器的输入量测值,并与系统状态方程组成新的系统,进而用改进的Sage-Husa算法实时估计系统噪声的统计特性并进行滤波,得到最终的系统状态估计值;为了进一步比较算法的性能,对算法的复杂度进行了定量计算,分析表明优化的算法并未明显提高算法的计算量;最后通过目标跟踪仿真实验验证了算法的有效性。

针对现有机动决策模型体现空战对抗性不足的问题,基于博弈论构建机动决策模型并提出采用改进Memetic算法求解。基于双矩阵博弈构造空战机动决策模型;MA由粒子群优化算法和禁忌搜索算法组成,并引入模拟退火算法以保持粒子多样性。仿真表明更加符合空战实际,可对空战进行有效建模,求解算法满足实时性要求。

无人机集群运动技术中,布散模型是一项非常重要的研究内容。研究无人机的布散模型时,最重要的工作就是建立每个无人机的运动方程。在建立无人机二维平面内质点运动方程的基础上,设计了虚拟恒定引力、边界力、Lennard-Jones分子力来对模拟无人机在散开运动中的受力,以实现无人机整体运动的趋向性和避免碰撞的要求。通过对运动方程求数值解获得的仿真结果看出,建立的运动模型可以实现无人机在一定范围内散开,并保持运动趋向性和避撞性。

针对中距空战接敌过程中载机容易受敌方中距导弹攻击的问题,提出一种利用机载脉冲多普勒雷达探测盲区实现隐蔽接敌的机动决策方法。该方法首先建立当前态势下敌机雷达多普勒盲区模型,并利用电子支援措施(ESM)对辐射源的量测信息生成安全飞行边界,然后对3种ESM战术状态分别建立机动决策模型,最后通过滚动时域控制(RHC)算法求解接敌过程中的最优机动策略。仿真结果证明,优化后的接敌轨迹可有效降低载机被发现和跟踪的概率,并取得较为明显的态势优势。

针对红外弹丸目标图像的特点,在分析比较了几种传统的基于直方图阈值分割算法的基础上,探讨了提高该类算法实时性的途径。结合弹丸目标体积固定的特点,提出了一种基于p率直方图的快速算法。在分割效果上提高了对弹丸目标提取的准确性,在运行时间上与传统直方图阈值分割算法相比平均降低了30%以上。在Matlab环境下进行了仿真,验证了算法的有效性和实时性。

通过对复合式攻击预测方法的研究,将关联规则、模糊评价法和隐马尔可夫模型相结合,提出了基于模糊—隐马尔可夫模型的复合式攻击预测方法。该方法首先将原始报警信息融合为超级报警信息,进而基于攻击行为的初始概率分布确定初始状态矩阵,根据关联规则确定状态转移矩阵,应用模糊判别法确定观察矩阵,最后应用隐马尔可夫模型中的Forward算法对报警信息隶属的攻击场景进行了识别,Viterbi算法对攻击意图序列进行了预测。仿真实验验证了该方法的有效性。

研究了具有区间时变时滞线性不确定系统的稳定性问题。通过引入新型的Lyapunov泛函,结合改进型的Jensen积分不等式,推导出区间时变时滞线性系统的时滞相关鲁棒稳定新判据。该方法在推导过程中没有用到模型变换及自由权矩阵方法,简化了计算上的复杂性。由于判据中充分利用了时变时滞的中值及时滞变化范围两个参数,减少了结果的保守性。数值算例表明了提出方法的有效性及优越性。

基于跟踪雷达角度自动跟踪系统特性,提出了战斗机中断雷达角度跟踪的机动轨迹控制策略。推导了跟踪雷达角度自动跟踪系统的系统传递函数,研究了跟踪误差产生机理。以二维平面内导弹攻击为例,分析了导弹与战斗机的二阶相对运动模型。在此基础上,基于闭环反馈控制思想,提出了战斗机通过机动实现角度拖引,中断雷达角度跟踪的控制方法,推导了战斗机的机动轨迹控制律,给出了其解析形式。通过数值仿真,分析了该方法的适用性,为战斗机飞行员制定决策提供了依据。

在防空系统日益完善的信息化战场,利用常权代价函数进行航迹规划所得的可飞航迹已经逐渐不能满足飞行器的强生存力要求。运用变权综合理论改进了传统的常权代价函数,在仿真中结合微分进化算法,给出了常权航迹规划和变权航迹规划的结果并进行了分析,得出基于变权理论的航迹规划可以改善飞行航迹的生存力,提高飞行器战场生存性能的结论,仿真结果也表明该方法的可行性。

基于面向服务的体系架构(SOA)的思想,设计了面向服务的指挥控制系统作战辅助决策系统的体系架构,从作战辅助决策过程服务化描述、服务运行管理、作战辅助计算建模、协同作战任务规划和作战过程实时监管等5个方面分析了面向服务的作战辅助决策需要解决的关键技术,为今后研制具有智能辅助决策功能的作战指挥控制系统提供技术参考。

空间邻近目标跟踪过程中存在航迹交错现象,传统的航迹关联与融合算法可靠性大大降低。提出基于跟踪状态监视的稳健航迹关联与融合跟踪算法:首先,采用滑窗式全局最优关联方法利用多帧航迹数据确认航迹关联对,并建立系统航迹;然后,根据确认关联航迹的实时关联状态检测航迹交错;最后,根据航迹衰减残差识别运动状态,自适应选择融合量测或者融合状态估计完成系统航迹的状态更新。仿真结果表明,算法能够提高融合航迹精度,实现稳健航迹关联与融合。

空战机动仪器(ACMI)是一种在空战训练中对飞行员平台操纵能力、**使用能力、战术运用能力进行训练和评估的辅助设备。以P4,P5,P5IS 空战机动仪器为代表,详细阐述了典型ACMI的结构与功能。对ACMI中的无线组网通信、精确时空定位、**建模与仿真、杀伤结果实时告知、地面显示与回放等关键技术进行了分析。最后指出了ACMI的内嵌式与虚实结合的发展趋势。

根据智能眼镜针对不同客户的使用场景和功能需求,对两种智能眼镜的设计方案进行了探究,并对智能眼镜的功能组成、工作流程进行了分析说明。另外,对比分析了这两种智能眼镜和当前市场上其他类似产品的不同点,并对智能眼镜的发展趋势进行了展望。

为全面改善无人动力伞飞行高度控制性能,提出一种带跟踪微分器的积分先行控制(TD-IPD)方法。以线性二次型最优控制引出的积分先行控制器为基础,考虑到微分环节的干扰问题,引入跟踪微分器将信号从干扰中分离出来,并用最速控制综合函数fsun(·)减小达到稳态时所用步数;由于积分环节易饱和,采用饱和补偿方法对积分环节结构进行修改,从而提高积分环节抗饱和能力;以某动力伞的高度控制为对象,通过Matlab仿真验证了所提方法的有效性。

加固液晶显示模块在温度变化时,由于光学胶、加固玻璃、偏振片等元件的热膨胀系数、弹性模量、泊松比的不同,会对液晶产生额外的热应力。针对加固液晶显示模块建立有限元分析模型,仿真分析了高温环境下不同光学胶厚度、不同光学胶工艺和不同加固玻璃厚度对液晶屏的影响。仿真结果表明：当加固玻璃的厚度为2.3 mm,光学胶的厚度为300 μm,采用固化后弹性模量为1.65E7 Pa、热膨胀系数为1.2E-3/℃、泊松比为0.44的光学胶固化工艺,模块的变形量、应变和应力值最小,有利于保证模块的显示性能。

为了减小体全息光栅用于全息波导显示时不同视场角下衍射光谱的偏移,提出选择最佳的光栅矢量倾斜角和像源光轴相对于体全息光栅的倾斜角,可以减小衍射光谱的偏移。为了使全息波导显示系统在给定入射角度范围内具有相同的衍射光谱范围,采用三次曝光记录了一层体全息光栅。仿真结果表明,当像源的光谱范围在524～540 nm之间时,该体全息光栅在入射角度范围－3°～3°内的衍射光谱范围相同,提高了给定入射角度范围内衍射光谱范围的一致性,可以应用于全息波导显示系统中。

针对仿真模型动态验证过程中缺乏参考数据的情况,提出了一种基于特征曲线重构的仿真模型验证方法。首先通过与领域专家交流得到仿真数据时序的特征曲线,然后由特征曲线对仿真数据进行参数估计,最后将所估计的参数与专家给出的范围进行比较,完成仿真模型的验证。仿真分析表明,该方法能有效解决模型验证中缺乏参考数据的问题,具有一定的参考意义。

区域的通视问题是指已知视点、计算视点可视的地形表面区域集合的问题。目前常用的R2,R3,PRVA,PREAI,Xdraw等算法也都是针对该问题提出的,但是在实际应用中,特别是当观察目标为飞行器时,不仅需要知道区域地形表面的通视情况,还必须知道区域在任意高度层上的通视情况。针对此问题,在前人研究的基础上,改进出一种基于最小通视高度的通视性算法,在数字高程模型(DEM)的基础上,不仅能精确计算区域地形表面通视情况,对该区域上空任意高度的通视情况也能精确、快速地计算。最后,编程实现该算法,检验了该算法的可行性和精确性。

为解决高可靠性设备的剩余寿命预测问题,针对寿命数据缺少、物理模型难以建立的情况,结合单调退化数据,采用逆高斯退化模型,对设备的退化过程进行建模;通过参数估计的方法得到退化模型,进而预测设备的剩余寿命。在有同批次多组数据都能对逆高斯模型进行参数估计的情况下,将会面临数据融合问题。采用基于证据推理(ER)的方法对多源数据进行融合处理,引入属性权重的概念,以此更加准确地估计逆高斯模型的参数。最后,通过实验仿真,证明了所提方法能够得到较为可信的参数估计结果。

针对目前机电设备测试性验证试验中,因样本分配不合理导致试验结论置信度低的问题,通过分析影响试验结论置信度的4个关键因素即故障模式数、故障率、故障扩散强度总和与危害度,提出了基于多因子的样本分配方案。方案依据多因子综合相对比值,得出各UUT所分配的样本量,达到优化样本结构,提高样本集代表性的目的。对单步故障扩散算法进行了改进,改进后的算法可以更有效地计算故障扩散强度,并以某机电设备稳定跟踪平台为例进行了样本分配,比较分析抽样结果证明,应用该方案得到的样本结构更加合理,可以使试验结论有较好的置信度。