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2016年  第42卷  第8期

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2016年, 第42卷, 第8期
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论文
压电网络复合板的振动抑制实验研究
李琳, 宋志强, 尹顺华, 李超
2016, 42(8): 1557-1565. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0514
摘要:
主要研究了压电网络系统针对薄板的振动抑制特性,在对压电网络复合板机电耦合动力学方程分析的基础上,通过设计模拟电感电路解决了压电网络复合板振动实验中最优电感值过大的问题,从理论和实验上分析比较了电阻型和电感电阻并联型压电网络复合板振动控制效果及其特点。实验证明采用均匀化处理方法建立的机电耦合动力学方程能够正确预测压电网络复合板的动力学特性,同时实验验证了压电网络的电路模态和压电复合板的机械模态的耦合关系,明确了最优电学参数选取原则,为压电网络复合板的最优参数设计提供了依据。
带攻击角度约束的自适应终端滑模导引律
杨锁昌, 张宽桥, 陈鹏
2016, 42(8): 1566-1574. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0502
摘要:
针对某些导弹在对目标进行打击时需要满足零脱靶量和攻击角度约束的要求,首先基于终端滑模控制和有限时间控制理论,改进了一种快速收敛的非奇异终端滑模函数,用于设计滑模面,结合自适应指数趋近律,提出了一种自适应非奇异终端滑模控制方法,解决了传统终端滑模控制中存在的奇异问题,并使状态变量在有限时间内快速收敛到平衡点。然后将所提方法用于导引律的设计,提出了一种带攻击角度约束的自适应非奇异和有限时间收敛导引律,实现了导弹对脱靶量和攻击角度约束的要求;采用有限时间控制理论对该导引律的收敛特性进行了分析,证明了制导系统状态的全局有限时间快速收敛特性。与传统的非奇异终端滑模导引律相比,本文所提导引律能够在更短的时间内以更小的脱靶量和更高精度的攻击角度对目标实施打击。最后进行了大量的对比仿真实验,仿真结果验证了所提导引律的有效性。
大功率电推进电源处理单元技术
李峰, 康庆, 邢杰, 李雅琳
2016, 42(8): 1575-1583. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0531
摘要:
电推进作为一种先进的推进技术,其发射质量轻、比冲高,可以降低发射成本。高压电源是电源处理单元(PPU)的主要功率来源,是大功率、高效PPU设计的重点。新型电力电子技术的应用,将对未来地球同步轨道(GEO)通信卫星和深空探测的发展产生重要影响。本文以5kW等级PPU为研究对象,主要介绍大功率电推进技术的现状与发展,从电力电子的拓扑、器件和控制方法3个角度分析了大功率、高效PPU技术发展的特点与前景,为中国研制大功率PPU高压电源提供参考。
一种MEMS陀螺随机漂移的高精度建模方法
王可东, 武雨霞
2016, 42(8): 1584-1592. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0510
摘要:
为补偿MEMS陀螺随机漂移,采用时间序列分析法对其进行自回归滑动平均(ARMA)模型辨识,提出一种滑动平均(MA)参数估计的新方法。先将陀螺随机漂移建模为带观测噪声的ARMA模型,在估计出自回归(AR)部分的参数后,针对AR滤波后的残差,推导出一种方差小的MA自协方差估计值,并将该估计值作为输入,利用Gevers-Wouters(GW)算法估计出MA部分的参数。仿真结果表明,MA参数估计精度得到提升的同时,参数估计可靠性也得到了增强。MEMS陀螺的随机漂移补偿实验进一步验证本文所提算法的补偿精度高于改进前。
基于信息融合的网络安全态势量化评估方法
文志诚, 陈志刚, 唐军
2016, 42(8): 1593-1602. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0561
摘要:
针对目前网络安全态势评估大多存在信息来源单一、评估范围有限、模型不易构建、时空开销大且可信度较低等问题,提出了一种多源异构信息融合量化评估网络安全态势的方法。首先,构建分级朴素贝叶斯分类器,快速高效地融合主机上各多源异构非确定性信息源。然后,利用拉普拉斯原理平滑参数学习,优化分类与推理结果。使用数理统计的方法融合网络上各主机的安全指数,量化评估网络安全态势,对当前网络安全状况有一个宏观整体的认识。最后,通过真实网络环境的实验,验证了所提方法在网络安全态势评估中的可行性和有效性。
基于信息理论的网络文本组合聚类
王扬, 袁昆, 刘洪甫, 吴俊杰, 包秀国
2016, 42(8): 1603-1611. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0507
摘要:
尽管近年来针对文本聚类问题进行了大量研究,其仍然是数据挖掘领域的一个富有挑战性的问题,特别在弱相关特征乃至噪声特征的处理上,仍然存在诸多挑战。针对这一问题提出了文本聚类的分解-组合算法框架——DIAS。该方法首先通过简单随机特征抽样将高维文本数据进行分解得到多样化的结构知识,其优点是能够较好地避免产生大量的噪声特征。然后采用基于信息理论的一致性聚类(ICC)将多视角基础聚类知识组合起来,得到高质量的一致性划分。最后通过在8个真实文本数据集上的实验,证明DIAS算法相较于其他被广泛使用的算法具有明显优势,特别在处理弱基础聚类上具有突出效果。由于在分布式计算上的天然优势,DIAS有望成为大规模文本聚类的主流算法。
不同动力型式的巡飞弹总体参数对比分析
郝峰, 昌敏, 唐硕
2016, 42(8): 1612-1618. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0490
摘要:
动力系统选型是影响巡飞弹战技指标中的航时、巡飞速度、航程以及任务载荷重量系数的关键因素之一。基于能量守恒推导出电动力螺旋桨、活塞式螺旋桨动力与喷气式动力3类动力型式的巡飞弹总体参数估算公式,利用敏度分析的思想逐个研究各动力型式性能参数对巡飞弹战技指标的影响程度与影响规律,并从能源供给的角度对比3类动力型式所用燃料的等效比能量特性,梳理出影响各动力型式差异的根源,为巡飞弹顶层设计阶段的动力系统与作战使用之间适配选型提供有效的指导原则。
无人直升机三维避障方法及仿真
蒙志君, 平学寿, 陈旭智
2016, 42(8): 1619-1626. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0499
摘要:
自主避障是无人直升机(UH)在复杂未知环境中执行飞行任务所必须的能力。针对未知环境下UH避障飞行问题,提出了一种新的三维实时避障方法,通过将三维激光雷达探测视野划分成若干不同半径的扇形柱区和等角度分布的直方柱区,结合雷达探测数据判断障碍物分布情况,UH根据避障方法执行相应的规避动作来实现避障飞行。同时提出一种基于CATIA三维建模软件二次开发的三维仿真方法,该方法可以对未知的飞行环境进行三维建模,结合避障方法实现UH在其中的真实避障飞行模拟,并利用该仿真方法验证了三维避障方法的可行性。
富锂正极材料的制备及电化学性能研究
魏欣, 张世超, 刘冠娆, 杨埔蘅, 孟娟, 李红磊
2016, 42(8): 1627-1631. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0505
摘要:
用溶胶-凝胶法结合高温煅烧过程制备富锂正极材料Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,对800℃和900℃煅烧后得到的2种材料(标记为S8和S9)进行物相和形貌表征以及电化学测试。电化学测试结果表明,样品S9具有较高的放电容量、较好的循环稳定性和较小的电荷转移电阻。样品S9在0.1 C(25 mA·g-1)时的首次充电容量为345.0 mA·h·g-1,首次放电容量为273.9 mA·h·g-1,首次库伦效率为79.4%。1 C时,首次放电容量为188.1 mA·h·g-1,循环30周后放电容量为173.3 mA·h·g-1,容量保持率为92.1%。结果表明,尽管富锂正极材料R-3m层状结构在800℃煅烧后已经形成,但仍需要经过更高温度煅烧,以提高锂离子和过渡金属离子在各自层中的有序度,从而有效地提高材料的电化学性能。
煤基费托航空燃料燃烧性能及航程
周冠宇, 王洪波, 王智超, 杨晓奕
2016, 42(8): 1632-1638. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0527
摘要:
航空替代燃料肩负着能源安全以及环境保护的双重使命。对煤基费托航空燃料的基础燃烧性能及航程进行了实验和理论研究。针对民航客机典型飞行任务,选取装有2台CFM56-7B发动机的B737-800型客机进行全包线飞行的航程评价。研究结果表明,煤基费托航空燃料比石油基航空煤油密度低,但热值高。评价结果表明使用煤基费托燃料的客机航程比使用石油基航空煤油的客机缩短2.1%。同时,虽然煤基费托航空燃料的燃烧边界较石油基航煤略窄,但更易点火且不易积碳。取得的结果对煤基费托航空替代燃料的实际应用具有一定的指导意义。
流道弯曲度对微重力膜式水气分离性能的影响
张文伟, 柯鹏
2016, 42(8): 1639-1648. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0533
摘要:
开展微重力膜式水气分离性能仿真研究,对水气分离技术设计与优化具有重要意义。针对微重力入口边界气液界面多尺度问题(入口流型问题)提出了基于界面概率近似方法的欧拉双流体模型,采用动量源项法解决几何多尺度问题(分离膜边界问题),为仿真研究提供了有效的入口及渗透边界。研究了典型工作参数下流道弯曲度对膜分离性能的影响,并从流动形态和作用力贡献2个方面分析了影响机理。结果表明:膜分离性能随流道弯曲度增大而降低,影响程度与入口含气率相关;直流道适于选作膜式静态水气分离器主要流道形式。
电液伺服泵的分数阶无抖振滑模控制
杨荣荣, 付永领, 王岩, 王德义, 郭建文, 张玲
2016, 42(8): 1649-1658. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0495
摘要:
电液伺服泵(IEHSP)由于在结构上实现了伺服电机和液压泵共转子、共壳体高度融合,在体积、噪声和效率等方面具有明显优势,具有很好的应用前景。为了提高电液伺服泵的调速性能与抗扰能力,设计了一种新型分数阶滑模控制器(NFOSMC)。首先,由于分数阶微积分理论的引入,控制器为系统提供了更多的控制余度。然后,针对传统滑模控制中存在的抖振问题,通过设计使控制器中直接包含有切换项的分数阶积分项,利用其滤波特性可以有效滤除抖振,实现无抖振滑模控制。同时利用Lyapunov稳定性定理证明了控制器可以保证系统在存在内扰与外扰时能够在有限时间内收敛于平衡点,另外控制器中避免了含有高阶分数阶微分项,扩大了分数阶阶数的取值范围。为了进一步提高抗扰能力,设计了分数阶扰动观测器(FODOB),对系统内扰和外扰实时观测并补偿,有效提高了控制器的响应速度和刚度。最后,分别与PI控制、整数阶滑模控制器(IOSMC)和传统分数阶滑模控制器(CFOSMC)进行了仿真分析比较,结果表明该控制器能够有效改善速度跟踪性能和增强抗扰能力,消抖效果显著。
保持颜色一致性的动态电磁环境绘制算法
冯晓萌, 吴玲达, 于荣欢
2016, 42(8): 1659-1666. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0503
摘要:
针对电磁环境绘制的研究现状,提出了保持颜色一致性的动态电磁环境绘制算法。明确了绘制中的颜色一致性原则:同一数据值对应同一颜色,绘制图像序列中颜色变化与数据变化保持一致。在颜色一致性分析的基础上,对静态电磁环境的绘制方法进行了修改,使其能够在绘制动态电磁环境时保持颜色的一致性。必要时,颜色与数据值的对应关系可以交互调整或自动调整,以适应数据场的值域变化。实验表明,算法能够在保持颜色一致性的情况下绘制动态电磁环境,直观显示其变化情况,便于用户观察和理解。同时算法可并行执行,在统一计算设备架构下具有较高的执行效率,利于算法的使用。
基于预测碰撞点的剩余飞行时间估计方法
李辕, 赵继广, 白国玉, 闫梁
2016, 42(8): 1667-1674. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0509
摘要:
分别针对顺轨与逆轨拦截飞行轨迹的特点,设计了相应的剩余飞行时间(TGO)估计方法。该方法通过对弹目碰撞点的预测,降低了发射条件差异对TGO估计精度的影响。首先对线性比例导引运动方程进行变形,得到拦截弹飞行轨迹关于弹目距离的一阶微分方程,基于预测碰撞点,对不同初始发射角造成的积分结果误差进行修正,得出了2种拦截模式下的TGO解析表达式。通过与3种现有估计方法对比分析,验证了提出方法的实时性和估计精度,且能够优化制导性能。
基于过程神经网络的液体火箭发动机状态预测
聂侥, 程玉强, 吴建军
2016, 42(8): 1675-1681. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2105.0521
摘要:
提出一种基于极限学习算法的离散过程神经网络模型,用于解决液体火箭发动机状态预测这一难题。首先,在历史数据的基础上建立离散过程神经网络(DPNN)预测模型;然后,根据在线更新的数据样本,采用递推极限学习(EL)算法对双并联前馈离散过程神经网络(DPFDPNN)隐层到输出层的权值进行更新,并应用权值更新后的过程神经网络对发动机状态进行预测;最后,以液体火箭发动机状态预测中氢涡轮泵扬程预测为例,分别采用有权值更新和无权值更新两种预测模型进行了试验。结果表明,通过更新过程神经网络权值可以使模型具有更高的预测精度和更好的适应能力,该方法能够为液体火箭发动机状态预测提供一种有效的解决途径。
极小化相位误差加权间断有限元辛方法
朱帅, 周钢, 刘晓梅, 翁史烈
2016, 42(8): 1682-1690. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0523
摘要:
对于线性Hamilton系统,辛差分方法可以保持系统的辛结构,有限元方法可以保证系统的辛性质并具有能量守恒特性。但辛差分方法和有限元方法时域上仍然存在相位误差,使得计算的精度不是很理想。提出极小化相位误差加权间断有限元辛方法(WDG-PF),该方法是辛方法,同时,对Hamilton系统的求解具有极小的相位误差。数值显示该方法可以保证Hamilton系统的能量守恒性。WDG-PF方法解决了时间有限元方法(TFE)存在的相位漂移现象,同时指出间断有限元方法可以通过加权处理达到保辛要求。WDG-PF方法相较于针对相位误差设计的计算格式分数步对称辛算法(FSJS)、辛Runge-Kutta-Nystrom(RKN)格式以及辛分块Runge-Kutta(SPRK)等方法,WDG-PF显著地减少相位误差,和显著提高Hamilton系统能量精度的优点。相位误差和能量误差几乎达到计算机精度。同时单元内部具有超收敛现象。特别针对高低混频Hamilton系统,传统方法很难在固定的步长下同时实现对高频和低频信号的精确仿真,WDG-PF方法则可以在大步长下同时实现对低频信号和高频信号的高精度仿真。数值显示,WDG-PF方法切实有效。
基于机器学习的管材数控弯曲质量预测
葛宇龙, 李晓星, 郎利辉, 程鹏志
2016, 42(8): 1691-1697. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0493
摘要:
在管材数控(NC)弯曲过程中,可能出现起皱、过度减薄的质量缺陷,同时会不可避免地发生回弹,都将严重影响成形质量。为了对数控弯曲成形质量进行预测,提出了使用有限元模拟与机器学习相结合的方法,并建立了快速的成形质量预测方法。首先,建立了有效的管材数控弯曲的参数化有限元模型,在工艺参数取值范围中随机选择进行大量的模拟实验作为样本,完成学习数据的挖掘。随后,基于径向基函数(RBF)神经网络建立壁厚减薄与回弹程度的预测模型并使用支持向量机(SVM)建立管材起皱的预测模型。最后,使用模型对新的实例进行预测,并利用模拟与数控弯曲实验对预测模型进行验证。 该方法可以对大直径薄壁管材数控弯曲质量进行有效的预测,提高弯曲管件零件设计效率。
基于ST-SRCKF的超高速强机动目标跟踪算法
方君, 戴邵武, 许文明, 邹杰, 王永庭
2016, 42(8): 1698-1708. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0494
摘要:
针对超高速强机动目标运动模型难以准确建立且观测数据易出现不良量测而导致滤波发散的问题,提出一种适用于超高速强机动目标的跟踪算法。该算法根据正交性原理推导了一种新的强跟踪平方根容积卡尔曼滤波(ST-SRCKF)结构,并引入多重渐消因子,渐消因子求解方法和作用位置均不同于已有的ST-SRCKF。根据新息的统计学特性,即新息协方差矩阵的迹服从卡方分布,建立了一种改进的CS-Jerk模型,该模型对目标机动的描述更准确,它与改进ST-SRCKF算法的结合实现了对超高速强机动目标的高精度跟踪。仿真结果表明,改进算法对超高速强机动目标的跟踪性能更佳。
驾驶机器人机械腿动力学建模与仿真分析
刘坤明, 徐国艳, 余贵珍
2016, 42(8): 1709-1714. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0519
摘要:
为提高驾驶机器人的设计效率,对机器人的机械腿进行了动力学分析与建模,并建立了机器人驾驶车辆的联合仿真模型。机械腿动力学模型由机械结构和伺服电机两部分组成,其仿真模型由ADAMS和MATLAB/Simulink软件共同建立,在此基础上引入CarSim软件建立车辆模型,并以Simulink为平台建立了基于闭环速度控制的“驾驶机器人-车辆”联合仿真模型。仿真结果表明,驾驶机器人机械腿的动力学模型具有良好的动态响应特性,且所搭建的联合仿真模型能够完成基本的车速跟踪仿真实验,为下一步改进驾驶机器人的机械结构及控制策略提供了虚拟样机模型。
基于极点配置的空间站角动量管理
党庆庆, 金磊, 徐世杰
2016, 42(8): 1715-1723. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0535
摘要:
针对惯性系下引力梯度力矩及其他干扰力矩引起控制力矩陀螺(CMG)角动量积累的问题,采用引力梯度力矩来平衡姿态,设计了基于极点配置的空间站角动量管理控制器。首先在惯性系下建立了空间站线性化模型,并分析了俯仰轴方向在惯性系角动量管理的不可行性。由此,将俯仰轴与滚动/偏航轴解耦,不约束俯仰轴方向的CMG角动量,将常值、1倍和2倍于轨道频率的扰动纳入状态方程以抑制其对俯仰轴姿态的影响。在滚动/偏航轴方向将常值扰动纳入状态方程中以抑制其对CMG角动量的影响;将1倍、2倍于轨道频率的扰动纳入到状态方程中以抑制其对姿态的影响。然后采用带极点配置的线性二次型(LQR)算法求解出反馈增益矩阵,该算法可以避免选取权重矩阵,并且根据系统性能要求即能将闭环极点配置到复平面虚轴左侧指定的区域。最后仿真结果验证了该算法的可行性。
强信号下GNSS接收机前端处理引起的相关损耗
潘虹臣, 寇艳红
2016, 42(8): 1724-1730. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0518
摘要:
在全球导航卫星系统(GNSS)信号质量监测及GNSS射频(RF)信号模拟器测试等应用中,有用信号功率往往远高于噪声功率。针对二进制相位移位键控(BPSK)和二进制偏移载波(BOC)调制信号,首次研究了这种强信号条件下接收机带限滤波、采样和量化(BSQ)引起的相关损耗。首先分析了不考虑量化作用时由滤波和采样引起的损耗;然后分析了不考虑前端滤波时由量化和采样引起的损耗,推导了相关损耗的解析表达式并得到了量化器的最佳量化间隔;最后,对于滤波、采样、量化共同作用引起的损耗,采用蒙特卡罗方法仿真分析了GPS L1 C/A信号在不同滤波带宽和量化比特数下的归一化相关功率,探讨了根据仿真结果拟合相关损耗解析表达式的方法以简化分析。
基于广义退化的机械结构模糊时变可靠性分析
孙瑄, 张建国, 王丕东, 彭文胜
2016, 42(8): 1731-1738. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0528
摘要:
航天在轨机械产品样本量少的特点导致其相关参数和动态退化失效判据具有模糊性,而现有的模糊可靠性模型一般针对静态问题进行分析,并不能描述机械产品可靠性的时变、模糊问题。本文基于广义应力强度干涉模型,同时考虑变量和失效判据的模糊性,提出了模糊时变可靠性建模及分析方法。该方法首先将模糊判据转化为极限状态方程中的随机变量;然后利用模糊论中的截集法处理模糊随机变量,建立机械产品的模糊时变可靠性模型;之后基于PHI2方法(一种基于上穿方法的结构时变可靠性分析方法)提出了求解模糊时变可靠度的新方法(FPHI2);最后结合数值算例和工程案例验证了该方法的可行性。
基于三维场路协同方法的静电损伤仿真测试平台
张鑫, 白超平
2016, 42(8): 1739-1746. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0529
摘要:
静电放电已经逐渐成为导致各类电子设备故障的主要原因之一,在电子产品研制过程中通常采用实物测试方式检验产品抗静电能力,但该方式耗费资金过大、可重复性差同时易损伤受试设备。在这种情况下,建立基于三维场路协同方法的静电损伤仿真测试平台有效地解决了上述问题。该平台以电脑仿真技术(CST)软件为基础,通过构建静电放电枪模块,结合受试设备模块和仿真参数设置模块,以时域有限积分法求解器进行仿真,并利用数据输出和处理模块得出结果。利用建立好的仿真测试平台对一台数据传输设备进行8 kV接触放电,观察其表面电流和磁场分布,并对其造成的传导干扰和辐射干扰进行分析。通过建立静电损伤仿真测试平台,实现了静电放电测试的可重复以及无损伤的目的,具有较强的工程指导意义。
GNSS抗干扰天线阵不一致性对MUSIC算法的影响
俞立宏, 秦红磊, 李武涛, 郎荣玲
2016, 42(8): 1747-1754. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0497
摘要:
由于天线阵元位置、射频(RF)放大器和模数转换器(ADC)等因素的影响,全球卫星导航系统(GNSS)抗干扰天线阵各通道间不可避免地存在着不一致性。首先,利用矩阵中的子空间理论分析了通道的幅度不一致性和相位不一致性对多重信号分类(MUSIC)算法的影响。理论分析结果表明:单干扰情况下通道幅度不一致性会降低MUSIC算法方向图的零陷深度,但不影响零陷位置,相位不一致性对MUSIC算法方向图零陷位置和零陷深度均有影响;多干扰情况下通道幅度不一致性和相位不一致性对MUSIC算法方向图零陷位置零陷和深度都有影响。因此在通道不一致性慢变化的条件下,MUSIC算法利用方向图进行性能评估时需要测出通道幅相偏差矩阵进行方向图纠正。然后,利用仿真的方法对不一致性的影响进行了实验分析,实验分析结果与理论分析结果一致。
基于粗糙集-信息熵的辐射源威胁评估方法
范翔宇, 王红卫, 索中英, 陈游, 杨远志
2016, 42(8): 1755-1761. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0663
摘要:
为满足复杂电磁环境下战机对辐射源威胁等级判定算法的需求,将粗糙集理论引入对雷达辐射源威胁评估中,并结合信息熵理论构建一套完备的计算威胁度量值的数据处理模型,实现对辐射源威胁程度的定量表示,直观地评估辐射源的威胁程度。经典粗糙集理论难以应对在没有决策信息条件下的决策问题,采用信息熵的方法求取最大权重属性替代决策属性,拓展粗糙集的适用范围。模型直接基于数据驱动得到辐射源的威胁度量值,易于实现并具备良好的时效性,减少系统对先验信息的要求与主观赋值带来的影响。仿真结果表明,该方法可以快速、准确地实现对辐射源威胁的评估。
基于图像特征分析的物体轮廓提取
王田, 邹子龙, 乔美娜
2016, 42(8): 1762-1768. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0491
摘要:
对物体的轮廓进行分析提取,是计算机视觉方向的基础问题之一,对其进行研究对于复杂场景的分析理解至关重要。本文对室内场景图像进行研究,基于图像特征进行图像分割,提取物体轮廓。在彩色场景图像全局轮廓后验边界概率(gPb)提取算法的基础上,加入深度图像信息,对室内场景的彩色、深度(RGB-D)图像中的物体轮廓进行分析。通过多尺度信息融合,计算得到多尺度轮廓后验概率(mPb)和谱后验概率(sPb),两后验概率加权综合得到gPb。而后结合超度量轮廓图与分水岭算法,对基于方向特征变化的gPb图像融合处理,最终得到清晰的物体轮廓。本文所提方法在通用的RGB-D数据库基础上进行实验。实验结果表明,本文所提出的方法能提取出清晰的室内物体轮廓图。
基于线性调频波的有源对消隐身仿真及分析
边晓臣, 黄沛霖, 姬金祖
2016, 42(8): 1769-1776. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0492
摘要:
有源对消隐身技术由于其适用性广、灵活主动及不破坏目标外形等特点而受到重视。针对其技术要求中的快速反应、延时较短的特点,提出了一种基于线性调频(LFM)波的对消系统方案。该方案对入射波采样后进行相位和频率的调制,然后直接转发,使其匹配滤波输出与原入射波的回波输出进行对消;探讨了有源对消技术的电磁学原理并以理想导电无限长圆柱为散射源,对平面波与柱面波的对消效果进行了仿真验证,得出不同视角、平面波与柱面波的夹角都会对对消效果产生影响的结论,且在两列波夹角为0°时达到最佳;推导了进行相位与频率调制的对消后信号输出公式,并利用MATLAB对其进行了仿真验证,结果表明,对消后输出信号峰值由时延脉宽之比决定,带宽对输出信号主峰的宽窄程度有直接影响。
四旋翼无人机动态面控制
方旭, 刘金琨
2016, 42(8): 1777-1784. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0498
摘要:
针对四旋翼无人机(UAV)飞行器系统欠驱动特点,引入动态面控制方法,对四旋翼UAV的位置和姿态进行控制。考虑到飞行器速度和角速度难以测量,设计高增益观测器得到UAV的速度和角速度的估计值。相对于反演法,动态面控制的设计更简洁,并且通过引入滤波器来求取控制信号中的系统状态的导数项。另外,常用的时标分离方法不能给出全局稳定性分析,本文引入动态面设计控制律保证系统所有信号半全局一致有界,同时给出系统全局稳定性证明。仿真结果表明,四旋翼UAV能快速精确完成目标跟踪。
常见问答