冲突证据推理是不确定推理的一个重要研究课题。利用修正数据源对冲突证据进行有效组合的方法有很多, 但是修正证据源使用的证据之间的距离公式计算量较为复杂, 算法的流程也同样较为复杂, 算法对时序证据的组合没有能够进行很好的研究。针对这些问题, 提出一种冲突证据推理的快速算法。首先, 提出一种新的证据度量公式, 并对证据度量公式的有效性、计算量大小进行分析; 然后,给出冲突证据快速算法的一般流程, 并对流程中参数进行分析、确定; 最后,对时序证据的组合规则给出一般的算法步骤, 并通过算例分析, 验证了算法的有效性。

对采用制冷型长波红外探测器的光学系统, 设计了一个二次成像三片锗透镜的会聚系统。提出了一种低噪声折射式红外光学系统的优化设计方法, 并对比传统杂散辐射抑制优化设计方法, 利用Tracepro进行仿真分析, 抑制结果表明, 新的低噪声优化设计方法对杂散辐射抑制较传统方法提升23.87%, 提升效果明显。

高性能飞行器因其自身特殊的飞行特性, 模型非线性强、参数强耦度高, 飞行控制器的设计有较大难度。传统滑模控制方法在设计非线性系统控制器时具有易实现、鲁棒性强的特点, 但系统状态容易出现抖振, 导致控制效果降低。针对上述问题, 设计了基于快速双幂次的单向辅助面滑模控制器,证明了系统状态的收敛条件。将飞行器纵向模型分解为高度、速度、姿态角以及姿态角速率4个回路, 并依次设计控制器。仿真表明, 所提控制器设计方法能够有效对飞行器纵向状态进行控制, 且能有效抑制系统抖振。

为了降低扰动转矩变化对导引头伺服控制系统的影响, 提出了一种基于扰动转矩估计的自适应内模控制方案。首先建立导引头伺服控制系统的数学模型, 设计系统的内模控制器; 接着采用扰动转矩估计的方法, 辨识导引头伺服控制系统转动惯量的变化情况; 最后根据转动惯量的变化、通过线性自适应率自动调整内模控制器的参数, 从而确保控制器的控制性能。实验结果表明, 该控制方案对系统工况变化有着很强的自适应性, 提高了导引头伺服控制系统的抗干扰性能和鲁棒性, 取得了较好的控制效果。

为解决某些卫星在故障检测算法中不敏感的问题, 提出了卫星斜率加权的最小二乘算法。该方法从理论上推导出卫星特征斜率的表达式, 根据特征斜率大小构建斜率加权矩阵, 对特征斜率较小的卫星加以更大的权重。构造出斜率加权的检验统计量, 通过比较新的检验统计量与检测门限, 实现对卫星的故障检测。结合真实数据对该方法进行验证, 结果表明: 基于斜率加权的最小二乘RAIM算法的故障检测率优于最小二乘RAIM算法。

针对二阶多无人机系统时变编队控制问题, 借助事件触发函数, 设计了一致性分布式控制器, 使其形成时变编队。结合Laplacian矩阵的特殊性质, 对其分解, 将编队问题化简为低阶系统渐近稳定性问题。给出控制器设计算法, 利用线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov函数证明了在给定事件触发函数下算法的有效性, 并证明了所给事件触发函数时间序列不存在Zeno现象。对多无人机系统的运动在三维空间进行仿真, 结果表明无人机在所设计的控制器作用下形成期望的时变编队, 有效地节约了通信带宽和计算资源。

在双基地雷达中, 由于时钟源不同步会给接收信号上带来载波频率偏差以及时间同步误差等影响因素, 影响精确定位和慢速微多普勒检测。针对这些影响因素, 提出一种基于直达波相位的相位补偿算法和基于距离多普勒谱频域对消的联合处理算法。该算法不需要双基地系统有共用时钟源。首先, 通过直达波的相位对所有接收信号做相位补偿, 抵消了载波频率偏差带来的相位误差; 再利用距离多普勒谱的数据在多普勒维上做频域对消, 有效地去除了时间同步误差带来的旁峰干扰。该算法复杂度低、易于实现, 经过理论推导和实验验证, 验证了该算法的有效性。Radar Without Clock Synchronization

针对联合连通拓扑条件下具有多个领导者的多无人机系统编队包含控制问题, 分别为领导者和跟随者设计分布式一致性控制器, 依据领导者和跟随者对Laplacian矩阵进行分块, 对具有有向生成树的Laplacian矩阵进行特殊分解, 将领导者的编队控制问题简化为低阶时变系统的渐近稳定性问题。定义跟随者实现包含控制误差量, 将跟随者的包含控制问题简化为时变系统的渐近稳定性问题。利用平均化方法, 将两个时变系统的渐近稳定性问题转化为两个时间平均系统的渐近稳定性问题, 借助线性矩阵不等式和Lyapunov函数给出了控制器的设计步骤, 使得多无人机系统的通信拓扑切换足够快, 多无人机系统就能在联合连通拓扑条件下实现编队包含控制。通过仿真验证, 结果表明所设计控制器的有效性。

协方差交叉算法是分布式信息融合中通过优化一定目标函数得到的一种分布式融合估计方法, 这种方法为图像融合增强提供了一种新思路。提出基于局部梯度极值点的二维经验模式分解(BEMD)与协方差交叉(CI)算法的图像融合方法, 针对传统BEMD获取图像细节能力的不足, 为使图像包含更多细节结构特征, 根据梯度对图像细节信息的强挖掘能力, 采用4个二维方向上的极值条件选取局部梯度极值点对图像进行经验模式分解并确定内蕴模式函数。将一维协方差交叉算法扩展到二维信号和图像融合上, 通过最小化各内蕴模式函数的二维协方差交叉阵的“模”范数计算最优线性加权阵, 并利用反向重构得到融合增强图像。经仿真实验分析发现, 与传统的图像融合算法对比, 所提方法具有更强的细节捕捉能力, 清晰度明显提升。

针对固定翼无人机编队飞行过程中的参数摄动和不确定性问题, 设计了一种领导—跟随编队自适应鲁棒控制方法。首先建立了领导—跟随编队模型和无人机运动模型, 并对不连续投影自适应律的性质进行证明; 然后设计内环鲁棒控制律对编队外环控制产生的指令信号进行跟踪, 在鲁棒控制律的设计过程中, 引入参数自适应律对参数摄动进行在线估计, 设计自适应干扰观测器对不确定性进行观测和补偿, 并选取李雅普诺夫函数进行了稳定性分析;最后仿真表明所设计方法能够有效实现无人机编队鲁棒控制。

针对可重复使用运载器(RLVs)再入过程中的不确定、舵面失效及饱和的容错控制问题, 提出了一种基于固定时间干扰观测器(FTDO)结合辅助抗饱和系统的反步控制策略。首先, 设计一种基于超螺旋理论的固定时间干扰观测器, 除保证对系统中干扰、不确定和舵面失效作用的准确估计外, 还能有效提高对变频干扰的估计精度。其次, 针对RLV再入时舵面易发生饱和故障的问题, 设计辅助补偿系统以使舵面尽快退出饱和状态。仿真结果表明, 该容错控制方法有效解决了舵面的部分失效及饱和问题, 对干扰和不确定有较强的抑制作用, 能够提高RLV再入段姿态控制系统的控制精度和鲁棒性能。

从分布式阵列交汇区域相干信号功率合成原理出发, 建立分布式阵列相干信号合成数学模型。在此基础上对双线型垂直交叉阵列功率资源优化问题进行数学建模。基于此模型, 考虑到达交汇区域信号是否有相位误差两种情况, 分别进行计算机仿真, 利用SQP算法与遗传算法寻求功率分配最优解, 得到最优功率分配方案, 达到改善信号合成效果的目的, 并为系统的分布式阵列相干信号合成功率资源优化提供解决途径和理论依据。

针对经典基于避碰、速度一致和聚集(SAC)原则的多智能体系统运动控制算法边界振荡和无法实现分群运动的问题, 提出一种注意力跟随机制与改进拟态物理法(F-IAP)相结合的运动控制算法。算法将经典SAC算法的速度一致区和聚集区相融合, 根据距离与速度调节引力系数来改变拟态物理力的作用, 解决了SAC算法边界振荡问题, 实现了多智能体系统的聚集运动、速度一致以及障碍环境下的群体避障。根据神经科学中生物注意力的特点, 选择直接感知到环境刺激的智能体作为跟随对象, 并与IAP算法相结合, 实现多目标环境中多智能体系统分群运动。最后通过仿真验证算法的可行性与性能的优越性。

为解决反辐射无人机的协同搜索问题, 首先,建立“全时域视场覆盖”这一协同搜索航路规划代价指标, 以两架无人机为例, 规划出协同搜索航路, 并制定合适的协同搜索策略; 其次, 利用一阶一致性算法来协调控制每架反辐射无人机的速度, 使反辐射无人机同时到达指定位置;最后,通过仿真验证了该方法的有效性与可行性。

为有效提高雷达探测精度, 提出一种系统误差非均匀分布下的拟合分区校准方法。该方法首先对于雷达对海量测多目标信息与自动识别系统(AIS)提供的真值数据进行时空对准与相关处理得到误差序列;进而给出了两种非均匀分布下系统误差分布假设;在假设合理性的基础上, 通过拟合处理对雷达探测覆盖海域进行区域划分, 得到系统误差估计值对对海雷达进行校准。最后, 实验证明了该方法的有效性。

在组网雷达多目标跟踪过程中, 合理地分配雷达波束以及功率资源能够进一步提升雷达的工作效率。为了合理分配雷达波束资源, 提出了一种基于无源传感器协同的组网雷达资源分配算法。该算法优先使用无源传感器跟踪目标, 将目标的预测协方差和协方差门限值对比, 对于大于门限值的目标, 使用雷达跟踪。同时根据目标对各雷达的威胁度的大小自适应地为雷达分配所需跟踪的目标, 并以贝叶斯克拉美罗下界的迹作为代价函数, 构建模型求解, 预测出各雷达最优的功率分配。仿真结果表明, 所提算法可以有效地优化雷达资源, 且具有较好的跟踪性能。

提出了一种综合考虑能力威胁、态势威胁和空战意图威胁的超视距空战目标威胁评估新方法。首先, 在能力威胁模型中加入了先敌发射能力威胁和超视距导弹攻击威胁模型; 其次, 针对态势威胁以态势有效性、制导有效性进行修正, 给出一种新的态势威胁计算方法; 然后, 基于隐马尔可夫模型(HMM)实现目标的机动辨识和态势预测, 在此基础上提出了意图威胁建模方法;最后,对综合威胁评估模型进行了仿真, 验证了所提方法在超视距目标威胁评估问题中的有效性。

在图像匹配中, 图像分辨率越高, 可提取的特征越多, 匹配精度也越高, 但相应的匹配耗时也会越长。因此, 对基于SIFT的图像匹配算法进行改进。首先, 使用第二组高斯金字塔上的特征点进行粗匹配, 由基于GMS改进的RANSAC剔除误匹配点并初步得到仿射矩阵, 大致确定匹配区域; 然后, 筛选剩余特征点中位于该区域的部分进行细匹配, 并用初步得到的仿射矩阵筛选匹配对; 最后, 基于最小二乘算法再次去误匹配并快速求解最终的仿射变换矩阵。经实验验证, 所提算法在保证亚像素精度的条件下, 很大程度上减少了算法的匹配耗时, 提高了实时性。

针对三余度飞行控制计算机控制单元的重构与恢复策略进行研究。首先简要介绍了飞控计算机的余度架构; 通过自检测与互检测相结合的方法, 设计了控制单元的重构策略; 通过合理地筛选恢复数据, 制定恢复协议, 设计了控制单元的恢复策略;最后搭建半物理仿真平台, 验证了重构与恢复策略的有效性和正确性, 提高了三余度飞行控制计算机的可靠性。

提出了一种考察独立性和相关性的合成孔径雷达(SAR)图像目标识别方法。由于SAR图像的方位角敏感性, 参与识别的多视角SAR图像之间的关联性不够稳定。首先, 基于图像相关对多视角SAR图像进行聚类, 获得具有较强内在关联的多个视角集。然后, 对于每一个视角集, 分别采用联合稀疏表示对其进行联合重构, 获得高精度的重构误差。最终, 采用线性加权的方法融合各个视角集合的重构误差并根据融合误差判定目标类别。基于MSTAR数据集进行了实验测试, 结果表明了提出方法的有效性。

天基预警雷达的空中运动目标指示(AMTI)在**上有着极其重要的应用价值, 然而常规线性调频波形在面对复杂距离和多普勒模糊时数据搜索率较低, 相干积累脉冲数较少, 杂波抑制和抗干扰能力较弱。在美国L波段天基预警雷达系统的基础上, 着重研究了天基AMTI雷达近端、中端和远端探测时的合成宽带波形设计要求, 并通过合成宽带信号处理仿真验证了其在高速弱空中动目标检测中具有优良的性能。