为改善现有机动目标跟踪方法存在的跟踪精度不高、滤波易发散的问题,提出了一种RA-Jerk-EKF算法,该算法将目标径向加速度信息引入量测向量,通过增加雷达量测向量维数提高机动目标的跟踪精度。在信号处理阶段利用分数阶傅里叶变换(FRFT)估计出目标的径向加速度, 并将其通过坐标转换引入量测向量中;在数据处理阶段采用Jerk模型和扩展卡尔曼滤波(EKF)算法解决滤波算法中非线性量测方程问题;最后将该方法与传统的不带径向加速度的Jerk-EKF方法进行了仿真比较。结果表明, 该方法在跟踪精度, 位置、加速度和速度估计精度方面均有所改善。

目前军用航空电子企业普遍存在多品种小批量混线生产, 定型批产、科研试制和外场返修交叉并行, 物料种类多, 物流配套方式落后, 生产效率低下的困局。为解决这些问题, 某企业总体装配车间运用精益思想, 从车间整体布局和产线内部布局两个层次, 规划设计了功能型和单元型混合的工艺布局, 同时引入智能物流系统, 实现了缩短生产周期, 简化车间物流, 最终提升生产效率的目的。探索实践过程中总结出的原则和方法有较强的可复制性, 对同类型企业和车间的改造有借鉴意义。

针对四旋翼无人机在飞行过程中发生执行器故障和受到外界干扰的问题, 提出了一种基于自适应方法的容错控制方案。将执行器故障以乘性因子的形式加入到系统模型中, 同时采用单位四元数法描述系统姿态; 考虑到位置子系统欠驱动的特性, 引入虚拟控制力, 同时解算出目标姿态和输入推力; 针对同时存在执行器故障和外界干扰的位置和姿态子系统模型, 利用自适应的方法设计了容错控制器, 保证了对目标姿态的跟踪。最后, 仿真结果验证了该系统控制器的有效性和稳定性。

空中目标意图识别是战场态势评估的一个重要部分, 它直接关系到指挥员的作战决策。针对复杂战场环境下目标信息的多源性和不确定性, 提出了一种基于置信规则库(BRB)和证据推理(ER)的目标意图识别方法。首先, 建立了一种新的融合目标多源信息的BRB-ER意图识别模型; 其次, 建立了多参数优化模型优化系统初始参数, 以提高识别精度。最后, 采用某舰艇实际测得的目标信息对该方法进行了验证, 结果表明, 提出的方法能有效对空中目标意图进行识别。

针对传统四旋翼PID控制器参数整定困难和控制效果较难达到最优的问题, 综合了传统PID控制器工程意义明确、参数整定简单以及神经网络的非线性映射和自学习的优点, 构造了四旋翼飞行器神经网络PID(PIDNN)控制器。利用神经网络的非线性映射特点和自学习能力优化了传统PID控制器的控制效果, 借助PID控制器的结构, 解决了神经网络层数、节点数和连接权重初值选取困难的问题。同时利用自适应调整比例神经元加权系数, 增加了系统的响应速度。最后, 通过非线性全数值仿真验证了算法的合理性和有效性。

特征检测子是近年来计算机视觉领域的研究热点。在宽基线匹配、特定目标识别、图像及视频检索、机器人导航和数据挖掘等多个领域均得到了广泛应用。为总结特征检测子目前存在问题及指出可能的发展方向, 对比分析了当前普遍使用的特征检测子的鲁棒性与速度。首先综述了尺度不变特征检测子(SIFT)、快速稳健特征检测子(SURF)、二进制稳健尺度不变性特征检测子(BRISK)、定向的基于加速段检测子(ORB)、风式特征检测子(KAZE)以及快速风式特征检测子(Accelerated-KAZE), 然后按照特征检测步骤深入分析了各种影响检测子性能与速度的方法, 最后利用Mikolajczyk 05标准测试图集测定并分析了检测子的复现率与耗时实验。实验结果表明, 快速非线性尺度空间、基于加速段的特征检测子(FAST)与长距离对迭代法的综合性能较好。

针对传统滑模控制方法和传统滑模趋近律在喷水推进型水面无人艇的航向控制中存在收敛速度慢、耗时长和抖振严重等缺点, 提出一种基于新型幂次趋近律的终端滑模控制方法。首先利用终端滑模控制思想在滑动超平面的设计中引入非线性函数, 构造Terminal滑模面, 在终端滑模控制提高动态响应速度的前提下, 进而引入改进的新型幂次趋近律,充分结合终端滑模的控制理论和新型趋近律的思想设计了新型Terminal滑模控制器, 最后进行了Lyapunov稳定性证明和仿真。仿真结果表明,设计的新控制器与传统幂次趋近律、指数趋近律相比,具有更快的收敛速度和更好的运动品质。

针对无人机目标跟踪过程中CamShift算法对目标颜色相似背景干扰和遮挡干扰鲁棒性差问题, 对CamShift算法进行了改进。首先, 针对CamShift算法模板信息单一, 易受到颜色相似背景干扰的问题, 提出基于H分量和LBP二维直方图模板的CamShift目标跟踪算法, 改进算法提高了算法对相似目标干扰的鲁棒性, 且有效帧率提高了约21%; 针对目标跟踪过程中目标易受到障碍物遮挡的问题, 在CamShift算法中引进了Kalman滤波预测机制, 增强了跟踪算法在目标遮挡条件下的鲁棒性和跟踪效率, 其中跟踪效率提高了约25%, 每帧迭代所用时间下降了约36%。

起降引导系统进行岸基标校时, 由于甲板变形, 布设在甲板上用于进行目标定位的激光测距机位置无法精确获得, 存在位置误差, 会严重影响目标定位性能。针对这个问题, 提出了一种混合定位算法, 该算法将非线性方程线性化, 得到最小二乘解, 然后综合考虑测距机位置误差和测距误差, 将误差分量分离后利用加权最小二乘法得到目标位置次优解, 以此次优解作为泰勒级数展开法的迭代初值, 进行迭代运算, 最终得到定位结果。将该混合算法与约束总体最小二乘法及CHAN算法进行仿真对比, 结果表明, 该算法可靠性更高, 定位精度在较高噪声的条件下仍能接近CRLB。

针对样例飞翼布局无人机航向不稳定并且拥有多组气动操纵面的特点, 首先利用神经网络建立无人机逆模型, 实现控制指令到多舵面之间的映射。在此基础上从滚转通道和偏航通道分析了蛇形机动控制原理, 设计了基于线性最优二次型鲁棒控制和PI控制相结合的蛇形机动控制律, 在实现滚转角和航迹角快速响应的同时快速消除侧滑角。从仿真结果来看, 该控制律能够有效抵御外界干扰, 维持系统的响应品质, 保证控制的稳定性和鲁棒性。

带有落角约束的空地导弹制导控制一体化设计, 可有效提高导弹的制导精度和毁伤效果, 已成为当今研究的热点之一。针对小型空地导弹建立俯仰平面导弹一体化模型, 同时为实现落角约束, 将其转化为含有落角约束项的线性系统; 继而采用线性二次型最优控制方法设计带落角约束的导弹一体化最优控制律; 最后对所设计的控制律与一种滑模变结构控制律做仿真对比, 结果表明导弹在所提设计控制律作用下, 既可以保证导弹的制导精度, 实现落角约束, 同时也可以保证弹道的平滑, 缩短制导时间, 体现出了良好的性能。

区域射击方法可以充分利用具有末制导搜索能力**的性能特点, 有效搜捕并打击未准确定位目标。现有方法采用统计模拟法分析打击过程与毁伤效能, 主要针对散布服从正态分布的目标, 而对于误差情况更为恶劣的概略目标缺少深入研究。区域射击方法包含**数量计算以及瞄准点配置两个核心问题。对于服从均匀分布的概略目标, 通过建立并分析毁伤概率模型, 求解最优射弹散布密度函数, 构建预估校正方法, 计算使给定瞄准点配置对应毁伤概率达到预定要求的**数量; 以毁伤概率上界为目标, 提出瞄准点配置的优化求解方法。参考国外主流装备技术参数, 通过仿真计算, 验证了方法的有效性与时效性, 并与现有方法进行了对比, 结果表明所提方法优化程度更高, 并且能够使区域射击方案达到预定毁伤概率的要求。

为解决扩展目标跟踪算法量测不精确的问题, 提出一种基于箱粒子滤波的ET-CBMeMBer滤波算法。该算法基于随机集理论, 首先将扩展目标的状态集和观测集随机化, 然后基于区间分析技术, 推导了适用于区间量测的多扩展目标伪似然函数和势平衡多伯努利多扩展目标状态更新方程, 并提出了适用于区间量测的模糊ART区间量测集划分方法, 继而在量测集划分的基础上对目标进行持续稳定的跟踪。最后进行了仿真实验, 结果表明了所提算法的有效性。

红外预警系统由于量测周期长、跟踪目标数量多, 从而导致多目标跟踪算法起始时间长、实时性差。采用基于随机集的多目标跟踪算法来解决这些难点, 并针对标准随机集多目标跟踪算法需要给出新生目标先验出生概率强度、航迹无法编批的不足, 采用分扇区处理、均匀新生目标强度模型、航迹编批管理方法对算法进行了改进。仿真结果表明, 改进后的算法能够满足红外预警系统工程需求。

为解决弹载机电产品贮存环境试验最小试验样本量确定的问题, 提出一套适合工程应用的设计方法。针对自然贮存试验的统计数据, 首先采用基于保序回归的倒挂数据处理方法(PAVA算法)进行数据预处理, 然后采用基于极小卡方估计和拟合优度检验相结合的贮存可靠性评估方法建立寿命分布模型。最后针对所得模型, 提出以估计量的相对偏差作为精度指标, 计算在一定精度指标和置信水平下最小样本数量。结果表明, 该方法可以得到符合条件的最小样本量, 满足工程应用。

对双基地雷达系统的同步方式进行了研究与改进, 提出利用GPS秒脉冲时间信息将发射机同步信号参数化的方法, 接收机通过参数重构同步信号进行回波信号的接收处理。该方法避免了从直达波中获取信息, 也提高了发射机的共享性, 使任何一部接收机都可共用一部发射机。通过对导航雷达JMA2254的实验, 实现了无直达波雷达参数重构, 达到了预期的实验效果。

针对依赖于人工判读且缺乏客观性的静态形式的二维Johnson准则所存在的问题, 提出了一种可利用计算机实现在线自动计算的多维可分辨准则。其主要目的为: 在激光成像条件下, 研究成像视角、距离分辨率(DR)、信噪比(SNR)及线对数(LP)对目标探测概率、识别概率和辨识概率的定量影响。给出了全空间形式的数据查询表格, 开发了3种具有一般普适性的识别与辨识算法, 并以高度逼真的曲面表达形式对准则的数据结果进行了可视化显示。最后, 给出了一组具有工程参考价值可分辨性准则结论。

针对SRAM型FPGA用户设计电路可靠性评测问题, 提出了一种基于FPGA配置资源位置的模拟FPGA单粒子翻转故障的定位注入方法。分别从SRAM型FPGA中的配置逻辑资源与用户逻辑资源两个方面对此方法进行了详细介绍,并且通过对LUT与BRAM两种资源的故障注入试验说明了此方法的有效性。对故障注入方法、故障注入系统、故障注入试验进行了介绍, 说明了故障定位注入方法能够对用户设计电路中用到的关键资源进行测试, 资源覆盖率高、耗时短, 为针对大量配置逻辑资源进行故障定位注入, 实施反复测试提供了时效前提, 具有很强的实用性。

针对空间快响相机多通道、宽测温范围的温度数据快速精确采集要求, 分析了温度数据采集电路中NTC热敏电阻的非线性特性, 总结了热敏电阻非线性传感特性的补偿方法, 并以航天热控设计中MF501型NTC热敏电阻为例, 提出一种在卡尔曼滤波方法下的基于电压-温度采集数据的有理式回归模型, 并通过Matlab编程运算, 对一类基于电压-温度数据的回归模型进行仿真分析与性能参数对比。实验表明: 在-10~+50 ℃温度范围内, 应用最优回归模型补偿后的温度采集精度为0.134 0 ℃, 内存占用量为56字节, 综合性能优于传统的数据采集处理方法, 通用性强、使用方便, 可以在保证低资源占用量的条件下有效提高温度数据的采集精度和测量范围。

针对自旋弹提出了一种新的姿态估计方法。首先, 根据自旋弹的性质设计了一种特殊的太阳矢量测量装置,用来测量太阳矢量并替代常用的MEMS中的加速度计和地磁计来修正陀螺仪偏差。该太阳矢量测量装置包括透明外壳、光电池阵列、实时时钟和处理器, 太阳透过透明外壳照射光电池阵列, 该阵列将太阳能转换成电动势信号,并结合实时时钟、通过处理器处理得到该时刻的太阳矢量。然后, 通过四元数微分方程建立卡尔曼滤波状态方程和观测方程对自旋弹进行姿态估计。最后, 仿真结果表明该方法能够得到较高精度的自旋弹姿态角。

提出了一种适用于轻质高强梁结构的损伤识别方法。针对附加质量的频率灵敏度方法在轻质高强梁结构损伤检测中出现的定位干扰问题, 将结构的模态振型与应变能相结合, 提出一种可利用结构应变能排除损伤定位干扰的损伤识别方法,并分别进行了数值仿真和实验验证。结果表明, 该方法兼具了附加质量频率灵敏度法和应变能法在损伤识别中的优点,可以较为精准地识别轻质高强梁结构中的损伤位置和损伤程度。

研究了源数估计对于独立分量分析算法的影响。对于正定模型, 当估计源数少于真实源数时, 模型变为超定模型, 采用自然梯度法开展仿真实验; 当估计源数多于真实源数时, 模型变为欠定模型, 采用基于时频单源点检测的混合矩阵估计算法和子空间表示信号恢复算法开展仿真实验。实验结果表明, 在满足一定信噪比的条件下, 对于正定模型超定化问题, 通常有数目等于估计源数的源信号能够成功分离; 对于正定模型欠定化问题, 通常所有源信号都能正确分离, 只是分离信号中出现了1个或多个源信号的拷贝, 可以通过检测分离信号的相关性, 对拷贝信号进行剔除或合并, 对分离效果无影响。研究结论对于独立分量分析算法的应用具有一定参考价值。