• 2010年第32卷第6期文章目次
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    • >信息与通信工程
    • 数字阵列雷达及其关键技术进展

      2010, 32(6):1-7.

      摘要 (7701) HTML (85) PDF 381.78 K (6890) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着高速ADC器件和高性能通用处理器的发展,雷达的数字化程度越来越高。分析了数字阵列雷达的优点;介绍了现有的典型数字阵列雷达系统,总结了数字阵列雷达的典型结构;介绍了高速ADC器件、高速采集板、正交解调和通道均衡等关键技术的发展现状。随着相关技术的不断进步,阵列雷达必然向着数字化、软件化和多功能的方向发展。

    • 多功能复杂信号侦察可配置计算模型

      2010, 32(6):8-14.

      摘要 (7200) HTML (92) PDF 978.53 K (5657) 评论 (0) 收藏

      摘要:复杂信号侦察处理是多功能数字阵列雷达(MFDAR)的重要组成部分,可以服务于MFDAR的雷达与通信信号侦察以及电子战等多种用途,其中信号侦察的实时性与功能的灵活适应性是MFDAR的关键。在详细研究MFDAR信号侦察处理特点基础上,提出了两阶段可配置的信号处理流程,构建了基于混合结构的宽带信号侦察可配置计算模型BSRRCM。BSRRCM对“非确定、非单向”的信号流进行了描述,利用“固化典型流程、设置有限配置点”的思想,BSRRCM将应用分解成可完全重配置的典型处理流程和可局部重配置的功能任务序列,快速映射到合适的计算平台上,在确保信号处理实时性前提下使系统获得了动态的灵活配置能力与可扩展性。

    • 泛探雷达长时间相参积累目标检测方法研究

      2010, 32(6):15-20.

      摘要 (7994) HTML (90) PDF 733.76 K (5701) 评论 (0) 收藏

      摘要:泛探雷达利用同时多个接收波束覆盖整个观测空域,可利用长时间相参积累提高动目标检测性能,然而必须解决目标在长积累时间之内出现跨波束、跨距离单元和跨多普勒单元现象带来的积累增益下降问题。在跨波束影响可忽略前提下,研究了基于Keystone变换与Dechirping变换相结合的运动补偿方法,并在此基础上提出了基于Clean思想的多目标检测流程。通过对仿真数据与外场实测数据的处理与分析,验证了本文方法的有效性,可以用于泛探雷达的目标检测。

    • 泛探雷达时-空级联目标检测与DOA估计算法

      2010, 32(6):21-25.

      摘要 (6910) HTML (85) PDF 1.06 M (5567) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对“泛探”雷达,提出了一种时-空级联目标检测和DOA估计算法,该方法首先利用基于DFT的数字波束形成技术完成阵元空间到波束空间的转换,然后对协方差矩阵的迹做门限检测,最后采用多级维纳滤波的子空间分解法进行到达角估计。仿真结果表明,本文提出方法对比长时间相参积累和单脉冲比幅测向方法具有较好的时域检测和测向能力。

    • 宽带单脉冲雷达实测数据三维成像的平面视觉形态表示

      2010, 32(6):26-31.

      摘要 (6171) HTML (86) PDF 375.67 K (5293) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对宽带单脉冲雷达实测数据三维成像结果难以直观表示的问题,研究了平面视觉形态表示方法。所谓平面视觉形态,是指用设想的人眼沿着雷达波束方向观测得到的目标结构向适当平面的投影。为获得波束依赖平面视觉形态表示,给出了从实测数据中计算雷达波束方向的方法并从目标尺寸准确估计的角度分析了获取雷达波束方向的必要性,在确定波束方向的基础上,根据投影平面确定新的坐标系,并给出了从雷达观测坐标系到新坐标系的坐标旋转方法。给出了某民航飞机实测数据三维成像处理结果在雷达观测坐标系中的投影表示和新坐标系中的平面视觉形态表示,通过两种表示的对比分析,显示了平面视觉形态表示对特征提取的价值。

    • 一种非均匀采样的宽带雷达数字正交解调方法

      2010, 32(6):32-36.

      摘要 (8004) HTML (85) PDF 212.64 K (5518) 评论 (0) 收藏

      摘要:数字正交解调是宽带雷达数字接收机的重要组成部分,灵活性和实时性是数字正交解调设计的关键问题。从二阶采样和多相滤波的原理出发,提出了基于非均匀采样的数字正交解调方法,给出了算法的实现结构,并通过仿真验证了算法的正确性。通过与低通滤波法、多相滤波法比较结果表明,基于非均匀采样的数字正交解调方法具有优化的实现结构和更好的实时性,可以用于宽带雷达数字接收机的设计。

    • 基于DSm理论的雷达目标综合识别算法

      2010, 32(6):37-41.

      摘要 (6896) HTML (84) PDF 224.05 K (5357) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对数字多功能雷达的目标识别问题,提出了基于DSm理论的综合识别算法。将不同类型的识别结果置于统一的辨识框架中,并利用经典DSm组合规则进行信息组合,采用冲突按比例重分配规则重新分配组合结果,应用基于广义基本信任分配的决策规则进行判决。仿真结果表明,该方法避免了层次化识别结构带来的信息损失,识别结果中含有更丰富的目标信息。

    • 基于球体-椭球体联合模型的中段目标几何特性反演

      2010, 32(6):42-47.

      摘要 (7792) HTML (96) PDF 249.99 K (5527) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对弹道中段目标RCS(Radar Cross Section)序列识别问题,在分析中段目标电磁散射特性及运动特性的基础上,结合传统的基于球体、椭球体的目标几何特性反演模型,提出了一种新的利用RCS幅度相对于目标姿态角变化率反演弹道中段目标二维几何尺寸的算法,克服了传统方法需要观测到目标RCS极大、极小值的缺陷。利用仿真和暗室测量的典型弹头类目标的RCS数据,验证了方法的有效性。

    • 大动态范围星载导航接收机AGC电路性能分析与优化设计

      2010, 32(6):48-52.

      摘要 (7263) HTML (82) PDF 769.49 K (5925) 评论 (0) 收藏

      摘要:“导航战”条件下要求接收机具有较强的抗干扰性能,射频电路是制约接收机抗干扰性能的瓶颈之一。针对星载导航接收机的特点,同时兼顾弱信号接收与强信号接收的情况,以接收机在整个信号范围内工作时能够抑制的干信比J最大为优化目标,分析了电路允许实现的最大干信比Jmax及射频电路各级增益的求解方法;进而针对纯电阻网络组成的特殊AGC电路,简化了求解方法;给出了该类AGC电路的设计实例,测试结果满足35dB的干信比指标要求。分析方法不仅适用于导航接收机设计,还可推广应用于指导各类接收机的设计。

    • >计算机科学与技术
    • 基于主导拮抗抑制的多尺度边缘检测

      2010, 32(6):53-58.

      摘要 (6391) HTML (0) PDF 1.62 M (5498) 评论 (0) 收藏

      摘要:图像边缘检测算子的抑噪能力和定位精度是一对矛盾,从视觉神经生理学角度出发,提出一种基于主导拮抗抑制的多尺度边缘检测模型。该模型将主导拮抗抑制机制拓展到多尺度处理,通过引入侧膝体拮抗通道的强抑制机制达到自适应抑噪的效果,获得的对比度信息经过简单细胞子域的非线性整合得到锐化的边缘输出,最后将多个尺度的处理结果进行融合,获得最终的边界轮廓。理论和实验证明通过主导拮抗抑制机制和多尺度处理的结合,获得抑噪能力强、定位精度高的边缘检测模型,该模型具有生理学基础,结构简单,计算效率高。

    • 一种新型的P2P Tracker实现方法

      2010, 32(6):59-63.

      摘要 (6382) HTML (0) PDF 211.71 K (5451) 评论 (0) 收藏

      摘要:流媒体数据已经在互联网流量中占据极高的比例,P2P是目前支撑互联网流媒体数据分发的重要手段。本文提出一种新型的P2P Tracker实现方法——eTracker。该方法通过网络边缘的eTracker分布实现peer列表的保存,不但消除传统集中式Tracker的性能瓶颈,而且通过eTracker对本地peer的识别,优化了P2P系统的peer选择。

    • >航天工程
    • 抽鞭现象研究综述

      2010, 32(6):64-70.

      摘要 (6598) HTML (89) PDF 378.50 K (5750) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了抽鞭现象的理论与试验研究情况,着重介绍了试验研究结果及抽鞭过程的能量方法与动量方法,以及近年来抽鞭过程理论研究的最新进展,总结出抽鞭现象的一般特点及影响因素,并指出抽鞭现象与大型柔性结构中存在的部分现象如大型伞伞衣顶部抽打、空中加油机软管的摆动等存在相似性,对抽鞭现象的研究有助于深化对该类现象的机理认识。

    • 空间非合作目标贴近扫描观测的制导方法研究

      2010, 32(6):71-75.

      摘要 (6324) HTML (91) PDF 329.01 K (5445) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着微小卫星技术的不断发展,对目标航天器的近距离观测已成为一类新的航天任务,在空间态势感知、在轨服务等方面具有重要作用和广泛应用前景。针对大型空间非合作目标的近距离扫描观测问题,提出了一种基于改进的人工势场法的制导方法,设计了平行于目标区域表面的引力场函数和垂直于目标区域表面的斥力场函数,由引力场来提供前进的加速度,并满足成像拖影量的约束,由斥力场来处理分辨率和碰撞避免约束。所得到的观测航天器轨迹能够很好地跟随目标区域形状,实现对空间非合作目标区域连续稳定的扫描观测,且所需要的速度增量不大,计算量较小,便于星上执行。

    • 一种基于低扩散通量分裂方法的WENO格式研究

      2010, 32(6):76-81.

      摘要 (6966) HTML (85) PDF 403.01 K (5927) 评论 (0) 收藏

      摘要:将低扩散通量分裂格式(LDFSS)和加权基本无振荡格式(WENO)相结合,构造出一种混合格式,其中WENO格式用于物理量重构,而LDFSS用于通量分裂。采用这种格式对Riemann问题、钝头体高超声速无粘绕流流场进行了计算,并对超声速平板湍流边界层进行了混合LES/RANS模拟,计算结果表明:相对于采用Lax-Fridrichs分裂的WENO格式来说,这种混合格式对于激波和接触间断的分辨率更高,并且在标量保正性方面更优,收敛性更好;而相对于采用带有Minmod限制器的MUSCL方法进行物理量高阶重构的LDFSS格式来说,这种混合格式在混合模拟的计算中能够更好地反映湍流流场的脉动特性,计算得到的湍流速度脉动量的统计值更加准确。

    • X射线脉冲星/SINS组合导航中的钟差修正方法研究

      2010, 32(6):82-86.

      摘要 (6376) HTML (92) PDF 211.62 K (5096) 评论 (0) 收藏

      摘要:X射线脉冲星/SINS组合导航是提高脉冲星导航通用性的有效手段和未来工程应用的可行方案之一,但当星载时钟存在钟差漂移时,该组合导航系统在长航时不能保证导航精度。为此,本文提出一种X射线脉冲星/SINS组合导航系统的钟差修正方法,通过将钟差增广为组合导航系统的状态变量有效解决了因星载时钟钟差漂移引起的导航精度下降问题,为X射线脉冲星导航的工程应用奠定了理论基础。

    • 单航天器无需变轨与Walker星座多星交会的充分条件及特性分析

      2010, 32(6):87-92.

      摘要 (6488) HTML (92) PDF 3.28 M (5121) 评论 (0) 收藏

      摘要:以Walker星座为研究对象,对单航天器无需变轨实现多星交会的问题展开研究。从Walker星座相位同构特性出发,得到了单航天器无需变轨能够对多颗星座卫星交会的充分条件,对交会的星座卫星的数目和星座卫星组合等问题进行了研究。在此基础上,提出了利用解析法求解交会轨道的轨道设计方法,并对交会轨道的特性进行了分析。对交会更多星座卫星(大于3颗)的可能性展开了讨论。研究结果可为单航天器无需变轨对星座多星交会提供理论依据。

    • 返回舱垂直着陆过程动力学研究

      2010, 32(6):93-99.

      摘要 (6102) HTML (95) PDF 315.72 K (5351) 评论 (0) 收藏

      摘要:在考虑着陆场地面弹塑性特点的情况下,建立了返回舱垂直着陆过程的弹塑性接触模型。数值分析结果表明,返回舱的着陆过程与地面土壤的物理性质有很大关系,在相同的弹性模量下,土壤的极限应力越大,则着陆过载最大值就越大,着陆过程中的能量损失就越小,返回舱的“跳跃”现象越明显。

    • >光学工程
    • HYLTE与TRIP喷管在大功率氟化氘激光器中的应用对比分析

      2010, 32(6):100-106.

      摘要 (6965) HTML (89) PDF 760.97 K (5303) 评论 (0) 收藏

      摘要:简述了燃烧驱动大功率连续波DF化学激光器的发展现状。比较了HYLTE与TRIP两种喷管的结构参数,总结了两种喷管的性能差异。采用数值模拟手段,参考相关试验数据,计算了典型增益分布对应的共焦非稳腔输出光束模式。从大功率DF激光器研制存在的光斑均匀性和腔镜负载两个难题的角度,结合喷管制造工艺要求,认为HYLTE喷管较TRIP喷管更适用于大功率DF激光器。

    • >航天工程
    • 固体发动机药柱正交各向异性材料参数灵敏度分析

      2010, 32(6):107-110.

      摘要 (6610) HTML (87) PDF 1.86 M (5403) 评论 (0) 收藏

      摘要:正交各向异性材料已在大型固体发动机上得到广泛应用。为了较大地降低发动机药柱的Von Mises应变水平,极大地提高发动机的结构完整性能,以星形药柱为例,对固体发动机药柱推进剂和绝热层的弹性模量和泊松比等正交各向异性材料参数进行了灵敏度分析,得到了固体发动机药柱正交各向异性材料参数的灵敏度系数。分析方法与结论对固体发动机的优化设计具有指导作用。

    • 任意多边形的非结构网格快速生成算法研究

      2010, 32(6):111-115.

      摘要 (6632) HTML (100) PDF 605.40 K (5471) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于包含大尺度运动边界的CFD数值模拟,网格重构是其中的关键,快速稳定的网格生成技术是其中的重要组成部分。建立了基于有向边的适用于任意多边形的快速三角初始化算法;证明了最长边剖分网格细化算法在一定条件下发散,并结合Delaunay边交换技术使细化算法封闭;建立了基于顶点弹簧理论的网格优化方法,以提高网格生成的质量。结果表明,算法具有较好的鲁棒性和高效性。

    • >机械工程
    • 水下仿生推进器阀控液压摆动关节建模与动态特性分析

      2010, 32(6):116-121.

      摘要 (6839) HTML (88) PDF 376.25 K (5185) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用液压驱动的模拟鱼柔性长背鳍波动运动的水下仿生推进器,当改变液压系统的流量和阀的控制参数时,其运动学参数能够迅速地做相应调整,实现平稳、流畅、连续的仿生运动。建立了阀控液压摆动关节的动力学模型,根据动力学模型得到系统传递函数,并绘制了Bode图。根据传递函数分析了阀控液压摆动关节的稳定特 性、动态位置刚度特性和动态响应特性。结果表明阀控液压摆动关节具有一定的自稳定性,其工作频率与影响位置刚度的负载变化频率重叠,动态响应速度可以通过优化结构参数来调整。

    • 滚动轴承加速寿命试验技术研究

      2010, 32(6):122-129.

      摘要 (6275) HTML (88) PDF 579.25 K (5929) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效地获取滚动轴承具有可比性的加速寿命试验数据,利用已有加速寿命试验相关标准,结合实际滚动轴承加速寿命试验设计和实施中积累的经验,深入分析滚动轴承加速寿命试验过程中遇到的各种问题,提出一套完整的滚动轴承加速寿命试验方法。该方法对相关标准没有涉及的试验前检查、试验条件一致性分析和试验数据的处理方法进行了补充并对加速寿命试验进行深入分析,形成完整的滚动轴承加速寿命试验解决方案,可以有效地指导滚动轴承加速寿命试验的设计和实施。

    • 基于物理模型的行星轮系特征提取与评估方法

      2010, 32(6):130-134.

      摘要 (6910) HTML (99) PDF 238.72 K (5274) 评论 (0) 收藏

      摘要:特征提取与评估是损伤检测和故障预测的基础。针对2K-H行星轮系缺齿损伤,建立了行星轮系的损伤模型,通过分析模型的仿真信号,提出了基于主频边带、小波变换和经验模式分解的多种损伤特征,并采用双样本一致性检验方法对所提取损伤特征的分类能力进行了评估,采用含噪声的仿真信号和试验数据对损伤特征进行了验证。验证结果表明,所提取的损伤特征均具有较强的分类能力,其中主频边带特征的分类性能最优。

    • 基于小波配点法的空间机械臂关节轨迹规划

      2010, 32(6):135-141.

      摘要 (6743) HTML (90) PDF 285.52 K (5270) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对平面型空间机械臂关节轨迹优化问题,提出一种基于小波配点法的数值算法。该算法在区间样条小波函数及其导数算法的基础上,对状态变量与控制变量在小波配点上作离散化处理,然后将原最优控制问题转化为以小波系数为优化参数的非线性规划问题,利用非线性规划算法求解该问题得到原问题的解。算法可充分利用小波具有非线性逼近的优点,提高计算精度和效率。对典型问题进行数值仿真,结果表明该算法对空间机械臂关节轨迹优化问题是有效的。

    • 机抖激光陀螺减振系统的模态分析

      2010, 32(6):142-146.

      摘要 (6803) HTML (88) PDF 435.59 K (5274) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)进行减振,可以减小外部冲击、振动对IMU正常工作和测量精度的影响,提高系统导航精度。基于patran/marc有限元分析软件对激光陀螺IMU的减振系统进行模态分析,得到减振系统主要的模态及频率。主要通过仿真分析了减振橡胶块的温度、轴向压缩量和径向压缩量三项关键因素对减振系统模态的影响,提出了一种IMU减振系统的优化设计方案。结论表明:可通过改变结构参数方式来调整减振系统参数,从而满足机抖激光陀螺惯导的应用要求。

    • 基于快速独立分量分析的异步多用户检测方法

      2010, 32(6):147-152.

      摘要 (7048) HTML (70) PDF 253.97 K (5476) 评论 (0) 收藏

      摘要:深入分析了非理想功率控制下异步CDMA多用户接收机的信号特点,推导出了多小区接收信号模型。提出了基于快速独立分量分析(Fast Independent Component Analysis, FastICA)的异步多用户检测方法,该方法具有抗远近效应,抗多址干扰的能力。仿真结果表明:该算法具有迭代次数少、计算量小、多用户分离效果好的优点,非常适合于非理想功率控制下的多用户检测,该方法大大提高了非理想功率控制下多用户接收机的性能。

    • >控制科学与工程
    • 基于主观综合评判的作战仿真可信度评估方法研究

      2010, 32(6):153-157.

      摘要 (6960) HTML (86) PDF 1.19 M (5698) 评论 (0) 收藏

      摘要:可信度是作战仿真的生命线,对作战仿真系统建设全生命周期进行校核、验证与确认(verification, validation and accreditation, VV&A)是确保其可信度的重要途径。合适的评估方法是进行可信度评估的前提条件。在全面分析与比较已有可信度评估方法基础上,针对作战仿真可信度评估中突出主题专家作用的特点,提出了一种基于主观综合评判的可信度评估方法,重点设计了基于专长权的主题专家权重定量计算方法。这些方法都被应用于“××作战仿真系统”的可信度评估工作中。实践表明,本文的研究对于作战仿真系统等复杂仿真系统的可信度评估非常有效。

    • 饱和系统的线性最优容错不变集

      2010, 32(6):158-162.

      摘要 (5778) HTML (92) PDF 240.12 K (5437) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对饱和系统的容错控制问题,提出了一种D稳定约束下系统吸引域的估计方法。分别以不变集和参考集的容量为优化目标,给出了两个优化容错不变集的充分条 件。为解决不变集优化中出现的双线性矩阵不等式(BMI)问题,通过构造包含线性矩阵不等式(LMI)的目标函数,将它转化为非线性规划的形式进行求解。通过一个仿真实例对该方法进行验证。

    • 基于模糊基函数网络的机械臂免模型输出反馈PD控制

      2010, 32(6):163-170.

      摘要 (6613) HTML (85) PDF 306.17 K (5810) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无速度信息的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种带观测器的机械臂免模型模糊基函数网络输出反馈PD控制。所设计的模糊基函数网络被用来估计关节速度,并同时用来补偿系统的未知不确定。网络的权值及参数调整采用混合算法,且能够在线自适应实时调整,不需要离线学习阶段。所提出的观测器及控制器均不需要任何的机械臂动态模型(包括惯性矩阵逆),并通过引入PD控制使整个方案更易工程实现。基于Lyapunov 理论证明了整个闭环系统一致最终有界。两关节机械臂试验结果进一步证明了这种基于观测器的反馈控制算法的有效性。

    • 地磁匹配算法研究框架和组合匹配策略

      2010, 32(6):171-176.

      摘要 (6287) HTML (89) PDF 1.11 M (5693) 评论 (0) 收藏

      摘要:以空中无人平台为背景,研究了地磁辅助惯性导航系统。分析了地磁匹配的特点,给出了一维匹配的概念。从特征空间、相似性度量、搜索空间、搜索策略等四个方面对一维匹配进行了分析,建立了一个地磁匹配方法研究的框架。通过简化惯导解算过程,将一维地磁匹配归结为一个带补偿过程的仿射变换,并提出了一种基于等值线约束的组合匹配算法。该算法兼顾了匹配的全局搜索能力和局部定位能力,能在飞行过程中在线进行。在仿真和车载实验中,对算法的匹配精度、速度、适应性进行了分析和验证,检验了算法的有效性和可行性。

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