介绍了网络中心战概念及其技术现状与发展趋势,在分析网络中心战系统基本构型与基本功能的基础上,提出了网络中心战发展所涉及的主要关键技术及支撑设备。

研究了空中目标攻击意图判断问题。基于知识推理方法可以利用专家知识,但高精度下计算速度慢,难以满足实时性要求;多属性决策方法计算速度快,但无法利用专家知识。结合两者优点提出了基于直觉模糊产生式规则推理(IPR)和多属性决策的空中目标攻击意图判断模型,直觉模糊产生式规则推理利用专家知识对目标相对独立特征进行高精度推理,获得相对独立特征的攻击意图可能性;多属性决策综合各相对独立特征攻击意图可能性获得目标攻击意图。最后应用一个实例对该模型进行了验证,结果合理且计算速度快,满足实时性要求。

针对红外导引头瞬时视场较小的缺点,提出了分行螺旋式定向扫描技术。通过分析扫描周期、发现概率、重叠系数3个技术指标,确定了红外导引头的搜索视场。建立了角度预定回路的数学模型,并设计了基于自适应遗传算法的PID优化控制算法,实现了红外导引头的定向扫描控制。采用阶跃输入方式,在目标指示角为1°时,对角度预定回路进行了仿真,结果表明基于自适应遗传算法的PID控制器具有超调量小、稳态精度高、响应时间短的优点,满足了红外导引头定向扫描控制系统要求。

随着雷达探测性能不断提升,电子干扰兵力支援下突防将是海军航空兵未来主要作战方式;而决定突防成功与否的一个关键因素又在于航迹规划的正确性和有效性。首先根据雷达距离方程和干扰方程建立干扰条件下雷达探测区域的数学模型,并在此基础上分析了支援干扰条件下的压制扇面;其次通过研究支援干扰条件下突防飞机的路径空间,提出了基于十边形的雷达探测区域近似方法;然后分析了突防飞机单路径点航迹有效性判断原则,并提出了基于A*算法的航迹生成步骤;最后结合战术仿真软件进行航迹规划模拟,验证了该方法的准确性和实效性。

战场环境的动态性和不确定性以及任务分配问题的复杂性,使得无人机飞行前预先规划难以满足时间敏感性要求。针对多无人机动态任务分配问题,建立了数学模型,并设计了一种求解该问题的ISODATA约束聚类法。运用分组基础上的任务再分配策略,首先通过ISODATA约束聚类实施任务分组,然后在分组基础上利用免疫粒子群算法进行组内任务重分配。仿真实验和分析表明该方法简单有效,能够应对战场环境中的多种突发情况,具有较好的时间性能。

针对基于Hough变换航迹起始算法存在的虚警率过高现象,提出了一种快速随机Hough变换(FRHT)航迹起始算法。该算法充分考虑了目标的运动信息,使用了序列采样策略,并利用采样终止规则限制采样次数,从而保证了该算法具有较高的航迹起始成功率,并且大大缩短了航迹起始时间。仿真结果表明了算法的有效性。

如何得到重要性密度函数是粒子滤波算法的关键问题之一。首先阐述了粒子滤波的一般方法;然后在分析修正无偏量测转换统计特征的基础上,提出了一种修正无偏量测转换粒子滤波(M-UCMPF)算法,推导了该算法的重要性概率密度函数;最后通过仿真实验对比分析了M-UCMPF算法、不敏卡尔曼粒子滤波(UPF)算法、修正无偏量测转换卡尔曼滤波(M-UCMKF)算法和不敏卡尔曼滤波(UKF)算法的性能。仿真结果表明,M-UCMPF算法具有运算量相对较小而滤波精度高的特点。

为进一步提高多雷达系统的定位精度,分析了各雷达的测量精度随目标-雷达相对位置的实时变化情况。根据雷达的标称精度和雷达-目标的相对位置关系,推导了雷达测量精度的动态表达式,并对每个观测按精度进行最优加权,从而得到了最优权值计算公式。计算了固定权系数加权平均法和动态加权融合法所能达到的定位精度,分析了它们的定位精度几何稀释。蒙特卡罗仿真表明,与前者相比,后者的定位精度有很大提高。

提出了一种航空发动机压气机失速故障检测的神经网络反面选择模型。该模型利用人工免疫系统的反面选择原理来构建神经网络检测器,通过训练将压气机的异常模式信息存储在分布的检测器中,根据检测器的激活来发现故障。通过混沌时间序列的异常检测仿真实验,研究了模型参数对故障检测性能的影响。某型涡喷发动机失速检测实验表明,该方法对压气机失速信号的模式特征具有较强的分辨能力,同时证实神经网络检测器比常规的二进制编码检测器具有更好的故障识别能力。

由于雷达目标及其所处环境的复杂性,导致目标之间的关系往往是非线性的,因此,基于核方法的模式识别方法被广泛应用于雷达目标识别中。在对模糊核C-均值聚类算法深入研究的基础上,提出一种基于模糊核C-均值聚类的高分辨距离像识别算法。该算法针对特征提取后一维距离像数据的特点,采用组合核函数以降低由于数据属性数值过大造成的权重过大对识别效果的影响;同时,算法可以在训练过程中通过有效性函数自适应地确定最佳聚类数目。仿真实验结果表明,基于组合核函数的识别算法同基于传统的高斯核的算法都能有效识别雷达目标,但前者具有更高的目标识别率。

飞机是一个非线性且各通道间存在耦合的系统。在辨识领域用得较为广泛的单通道时域和频率辨识都不能得到满意的用于实践的模型,而CIFER(Comprehensive Identification From Frequency Response)采用先进的线性调频Z变换(Chirp Z-Transform)、多输入处理以及组合窗技术,能有效滤除各种干扰的影响、克服单通道辨识中忽略通道之间作用的缺陷,最终得到满意的能用于操作性能提升、飞机模拟仿真以及控制系统设计的飞机系统多输入多输出线性模型。此外,通过该线性模型,可以借助物理结构得到相应的飞机物理参数。

光纤陀螺随机误差的功率谱密度分别与频率的γ次方成反比,这类随机过程统称为1/fγ分形噪声,研究生成这类信号的方法对分析光纤陀螺的输出信号具有重要意义。分形噪声具有非平稳性、长程相关性、自相似性及1/fγ谱密度的特性,小波变换的多分辨分析是研究1/fγ噪声的良好工具。通过对高斯白噪声进行小波变换,再结合1/fγ噪声的方差特性,找到了满足1/fγ信号生成定理的各尺度正交小波系数,最后采用正交小波逆变换模拟出分形噪声,此方法可以产生任意噪声强度σ2、任意谱参数γ的1/fγ噪声。

为了提高飞艇定点监控的自主性和准确性,研究了一种基于视觉信息的定点监控飞艇姿态和位置估计算法。由射影几何学原理和特殊的双目摄像机安装方法来提取飞艇的姿态。基于双目立体视觉基本原理,得到特征点在摄像机坐标系下的位置。根据坐标转换关系,可以获得飞艇在地面坐标系下的位置和姿态非线性方程组。把姿态信息载入非线性方程组中,从而求得飞艇的位置信息。最后用仿真实例验证了飞艇姿态和位置算法的有效性。

针对单机对地攻击在威胁区内停留时间久,**受目标对抗措施影响命中率低而无法完成既定任务的问题,在研究基于效费比的单机空地**选择的基础上,引入协同影响因子和对抗系数的概念,建立对抗环境下双机协同空地**选择模型,并针对典型雷达目标进行实例计算。研究结果证明了该模型的正确性。

为了提高飞行控制系统的鲁棒性和抗干扰性能,提出一种基于简单自适应控制的飞行控制律设计方法。根据简单自适应控制应用条件,需要保证飞行控制系统满足正实性的要求,为此引入并联前馈补偿器,将其转化为同时镇定问题,并利用YALMIP工具箱对相应的线性矩阵不等式进行求解;在PI调节律中引入了对误差的积分项以更好地抑制外部扰动;以某型飞机侧向飞行控制系统为例,针对系统参数摄动和承受有界干扰情况,对所提出的方法进行了仿真分析与验证。结果表明利用该方法设计的飞行控制系统在跟踪参考输入信号时具有较好的自适应跟踪性能和鲁棒性能。

为提高飞控系统的可靠性和安全性,用基于模型的状态估计故障诊断方法对飞机操控系统的故障检测和诊断隔离技术进行了研究。通过建立模型和构造残差利用线性多项式方法(Polynomial Method,PM)对故障进行诊断。对PM诊断方法进行了数学分析和论证,仿真结果表明PM方法不但对于故障信号比较敏感,并且对于干扰有较强的抑制能力,可保持较高的鲁棒性,提高故障检测效果,适用于飞控系统故障检测和隔离。

在模拟电路故障诊断中,提出了利用小波分析与支持向量机结合的系统方法,利用小波变换对信号进行特征提取得到特征向量并作为支持向量机的训练向量,得到故障分类器。针对激励信号必须能够充分地激励电路的需求,提出一种通用激励信号--连续多抽样函数,利用抽样函数在带通区间内频谱分布均匀且能量相同这一特点作为模拟电路的通用激励信号。仿真结果表明,该激励条件下,利用小波-支持向量机能够较好地对模拟电路进行故障诊断。

针对飞行模拟机视景系统助航灯光模块,提出了基于光点的可变颜色灯光仿真实现方法,对精密进近航道指示器进行模拟;深入分析了仿真平台的帧循环机制,完成了仿真坐标轴系与观察坐标轴系之间的转换,进而提出了采用位置补偿降低该机制带来的时间滞后。将其应用于飞行仿真实验平台,在实时性和逼真程度上,取得了预期的效果。

平台运动将导致着陆引导信息出现偏差,为准确分析和计算动态平台条件下进近着陆系统着陆引导误差变化,提出了一种基于动态坐标转换对引导误差进行计算与补偿的方法。该方法依据GPS测姿中动态坐标转换原理,将平台运动分解为偏航、横滚、俯仰和升降4种姿态,建立了动态平台上进近着陆系统引导误差的数学模型,利用该模型对平台各摇摆处于简谐运动条件引导误差进行了仿真分析,依此设计了引导误差补偿的方案框图。该方法可以实现平台运动条件下对引导误差的仿真计算,能够对引导误差进行实时补偿。

分析了导弹发射车生存力设计方案的评价指标体系,提出了一种用于评估发射车生存力设计方案的改进灰色关联投影法。该方法采用灰色关联理论建立了设计方案集对评价指标集的加权灰色关联判断矩阵,通过离差最大化原理确定了指标权重系数,然后利用矢量投影原理计算了各设计方案对理想方案的灰色关联投影值,根据灰色关联投影值评价了设计方案的优劣。

结合工程实际应用,以低成本MEMS陀螺捷联惯性测量单元为主,以GPS,ADS为辅助,设计完成了一套机载组合导航系统。该系统充分考虑了各传感器的优缺点,采用误差补偿技术,保证了系统的精度和可靠性。首先介绍了系统的组成及功能;在此基础上,建立了状态变量为29维的组合系统动态方程,给出了用于卡尔曼滤波的GPS和ADS的误差模型;通过精密三轴转台试验结果表明,组合系统可以进行实时滤波计算,提高了组合系统导航参数精度,具有很好的工程实用性。

时效处理和金属切削用量对零件的表面残余应力有着重要的影响。通过时效处理和改变金属切削用量,对比实验件表面残余应力的改变,研究了时效处理和切削用量对精密光学透镜薄壁镜筒类零件(零件材料:硬铝合金2A12-T4)表面残余应力的影响规律,并进行了理论分析。根据研究结果,对车削与时效工艺提出了一些指导意见。

某内场测试设备用于发射装置的内场测试,在测试过程中部分信号需要进行加载测试,这样会产生较大电流,进而造成电缆上的电压损耗,这一问题直接影响了这些信号测试的准确性,为了提高测试设备的测试精度,必须对损耗的电压进行补偿。提出了一种基于调整电源输出电压,进而保证发射装置供电需求的方法来实现电压补偿,给出了具体的实验方法、实验步骤和正常测试以及拉偏测试条件下的实验数据,并对实验结果进行分析讨论,同时指出该方法的不足之处以及解决措施。目前,该方法已经成功地在某内场测试设备中得到应用,有效地提高了设备的测试精度,并且在正常测试和拉偏实验中得到了很好地验证。

针对导弹姿态控制系统具有不确定性和时变性的特点,同时为保证系统状态能在有限时间内收敛到状态原点,在研究了多变量确定性指数型终端滑模控制的基础上给出并证明了其不确定多变量系统的控制律特性。为克服不确定性给系统造成的抖动现象,参考模糊控制的优点,设计了模糊补偿控制以消除这种抖动。最后将所设计的控制律在导弹姿态控制系统中做了仿真应用,结果表明,所设计的控制器性能满足要求,控制效果较为满意。