全球导航卫星系统（GNSS）到达地球表面的信号弱，易受干扰，并且需要投入大量的基础设施，而机会信号可有效弥补这方面的不足。针对目前陆基机会信号（广播、数字电视和移动基站等）存在的覆盖性、可用性限制，提出了利用铱星系统实现天基机会信号定位。通过对铱星信号的通信体制进行深入研究，建立了瞬时多普勒定位数学模型，提出了利用铱星信号的单音信号获取多普勒频率信息，并结合轨道预测模型计算的卫星轨道信息实现铱星定位的方法。实测数据验证结果表明，利用实际铱星信号能够实现精度优于200 m的定位。研究成果对基于机会信号的定位技术的理论研究及应用具有参考意义。

针对含内热源的多孔方腔内自然对流现象问题，采用非正交多弛豫时间（MRT）格子Boltzmann方法进行了研究。分析了Rayleigh数（10⁴ ≤ Ra ≤ 10⁶）、内热源布局方式（水平、垂直及对角布局）、内热源几何尺寸大小（A=1/16，1/8，3/16，1/4）及两内热源间的间距（S=5/64，13/64，21/64）对流动传热的影响。结果表明：在Ra=10⁴，10⁵和S=5/64的情况下，任意内热源几何尺寸，内热源采用对角布局方式可获得更好的对流换热效果；在Ra=10⁵，10⁶和S=13/64，21/64的情况下，水平布局方式更优；在内热源采用水平布局，Ra=10⁴的情况下，任意内热源几何尺寸，对流换热效果均随着内热源间距的增大而增强；而随着Ra增大，内热源几何尺寸减小，对流换热效果随着内热源间距的增大先增大后减小，而后随着内热源间距增大其对流换热效果减弱；对角布局也有相似规律，在其他条件一致的情况下，随着内热源几何尺寸的增加，其对流换热效果增强。

为提高空间飞行器机动发射能力，在飞行中段轨迹确定情况下，以入轨点位置、高度、速度、速度方位角、弹道倾角等作为终端约束，设计上升段弹道，实现以基准发射点为中心，一定范围内任意发射点上升段与飞行中段高精度交班。考虑到上升段终端入轨点约束条件多、精度要求高，且上升段弹道具有非线性、强耦合的特点，研究设计了二级、三级能量管理模型和变射面横向机动模型，并采用加入混合扰动算子的梯度粒子群算法对上升段弹道进行求解。仿真结果表明：优化设计的变射面横向机动弹道能够实现与飞行中段的高精度交班，上升段终端入轨点位置、高度、速度、速度方位角和弹道倾角平均偏差分别为27.506 2 m、2.125 4 m、1.652 2 m/s、0.072 8°和0.029 0°。

针对目前喷丸有限元仿真研究中弹丸规则排列、覆盖率无法精确计算的研究现状，基于ABAQUS二次开发建立了弹丸空间位置随机分布、弹丸数量由覆盖率决定的多弹丸喷丸有限元模型，实现了不同工况、不同喷丸覆盖率条件下所需弹丸个数的精确计算；在此基础上研究了不同喷丸参数对TC4钛合金材料表面残余应力与表面粗糙度的影响规律。进行了TC4喷丸试验，将得到的残余应力分布、表面粗糙度与仿真结果进行对比，验证了该有限元模型的合理性。研究成果对喷丸工艺参数的确定具有一定的指导意义。

随着电动汽车的快速发展，大规模电动汽车充电将给电力系统规划和运行带来不可忽视的影响，研究电动汽车的充电行为及其影响因素，并实时预测潜在的充电行为越发迫切。基于北京市私家电动汽车的历史车联网数据，引入出行链的概念，综合电动汽车充电过程和放电过程的数据，从实际出发考虑影响电动汽车充电行为的多种潜在因素，并通过logistic回归模型分析确定了显著影响充电行为的因素。分别基于单一和多个显著影响因素建立电动汽车充电行为的预测模型，预测结果表明，基于多个显著影响因素的模型准确率更高，且对晴天的预测效果更好。研究成果将有助于优化电动汽车的充电行为，进而提高电动汽车的充电效率。

为实现多约束条件下载人航天器交会对接（RVD）飞行任务的快速、准确规划，提出了一种基于有限状态机（FSM）的飞行任务规划方法。通过飞行过程与有限状态机的映射关系建立图形化任务规划模型，以飞行事件为状态，以测控、光照等约束条件为输入信号，驱动有限状态机的状态转移，进行模型求解，实现交会对接飞行任务的自动规划。以中国神舟十号飞行任务中航天员手控交会对接试验为例，进行了规划验证。经对比，规划计算结果与任务实施结果一致，表明所提方法可以实现交会对接飞行任务的快速、准确规划。

恶劣天气等不确定环境下，传统时隙分配方法易造成航班大量延误现象，为解决这一问题，分析了时隙分配过程，基于不确定理论，从权衡"请求时隙-计划时隙差"和"计划时隙-运行时隙差"的角度，提出了不确定容量下的时隙分配两阶段规划模型，分别构建了单机场模型和多机场模型。根据模型特点，设计了基于人工蜂群（ABC）算法的渐进二元启发式方法，提升了求解效率。通过算例分析，验证了所提模型和方法的有效性，同时对模型参数设置进行了分析。

为了降低患者的辐射风险，低剂量CT（LDCT）广泛用于临床诊断，但辐射剂量的减少在重建的LDCT图像中引入了斑点噪声和条纹伪影。为了提高LDCT图像的质量，提出了一种基于可变阶变分模型的后处理技术。所提出的变分模型使用边缘指示器控制变分阶数，根据图像的特征在一阶全变分（TV）正则项和二阶有界Hessian（BH）正则项之间交替变换。采用基于快速傅里叶变换（FFT）的分裂Bregman算法求解所提出的变分模型。该模型在保留高剂量CT（HDCT）图像相应结构的同时，有效抑制了斑点噪声和条纹伪影。重建的图像和实验数据表明，所提出的变分模型比现有的先进模型具有更好的质量。

空间目标的逆合成孔径雷达（ISAR）成像由于受自身遮挡及噪声干扰等影响，导致生成的ISAR像难以直接进行图像分析及目标识别。由此，以空间目标的ISAR成像建模为基础对ISAR像处理及特征提取展开了研究。首先，分别建立了目标卫星的ISAR成像模型、ISAR信号模型及ISAR图像函数提取模型，并经过旁瓣抑制与相干斑滤波等初步处理得到了目标卫星的ISAR像。其次，采用Otsu算法、canny算子及Hough变换使卫星旋转至最长轴平行于像平面横轴，通过闭运算填充卫星内部孔洞，去除外部孤立噪声，并基于连通域思想分割出卫星所在子区域，实现了卫星的轮廓提取。所设计的图像处理算法能有效改善ISAR像质量，提取的卫星轮廓线能较好地勾勒出目标卫星的外形结构，为进一步展开卫星的识别工作奠定了重要基础。

逃逸复飞特性对于确定舰载机的进舰速度、航母航速与着舰海况等级限制等均具有重要的影响。根据逃逸复飞的任务要求，提出了离舰滑跑距离、逃逸复飞段最大迎角相对进舰配平迎角的增量和着舰时的俯仰角作为安全性评定的3个参数。建立了数字飞行员模型，基于数字虚拟飞行仿真计算的方法，获得了满足逃逸复飞安全要求的参数适配包线。研究结果表明：在每一确定的着舰重量下，均对应存在一个最佳的进舰速度范围，能够使舰载机逃逸复飞的离舰滑跑距离最短；逃逸复飞段最大迎角相对进舰配平迎角的增量、着舰时舰载机的俯仰角分别决定了进舰速度大小的上、下边界；舰载机重心位置变化将使参数适配包线的边界位置和范围发生改变，但边界形状基本不变；航母航速减小将显著地缩小参数适配包线；适配包线内每一点的逃逸复飞成功率，可以为不同海况等级下的逃逸复飞安全性判断提供参考。

针对具有主动防御能力的飞行器受到攻击导弹的威胁后发射一枚导弹进行防御的制导问题，基于微分对策理论对飞行器和防御弹的制导律进行了设计和分析。首先，对于飞行器、防御弹和攻击弹的侧向控制均有界的情况，基于一种范数型的性能指标推导得出了对策三方的最优制导策略。然后，当攻击弹采用不同制导策略时，对飞行器和防御弹能够对策成功的条件进行了分析，给出了飞行器能够实现逃逸和防御弹能够完成拦截的最小机动条件。最后，进行了非线性仿真，结果表明了所提制导律的有效性，并验证了飞行器若要逃脱攻击弹需满足其最小逃逸机动条件，防御弹若要拦截攻击弹需满足其最小拦截机动条件。

为确定推进剂爆轰作用下贮箱爆炸碎片的初始速度，基于能量守恒定律，考虑爆炸碎片动能、爆轰产物动能和内能、贮箱壳体的破坏能及其膨胀做功所消耗的能量，建立了贮箱爆炸碎片初始速度（FIV）模型。FIV模型与典型经验公式计算结果、带壳炸药爆炸试验数据吻合较好，验证了模型有效性。采用量纲分析法确定FIV模型中影响碎片初始速度的关键参量，基于AUTODYN软件进行数值仿真，分析贮箱壳体高径比、厚径比以及空气密度等参量对碎片初始速度的影响。结果表明：爆炸碎片初始速度随着壳体高径比增大迅速减小，当高径比大于1.50时，速度衰减变缓；碎片初始速度随着壳体厚径比增加近似呈线性减小；当爆炸高度小于20 km时，随着爆炸高度增大，空气密度减小，爆炸碎片的初始速度增大；在爆炸高度大于40 km时，空气非常稀薄，可以忽略壳体膨胀做功对碎片初始速度的影响。

Dirichlet分布是一类包含正参数向量的连续多元概率分布，在比例结构问题中具有广泛的应用。针对Dirichlet混合样本的聚类问题，进行了最大期望（EM）算法和动态聚类算法研究。首先，推导其数学过程，并给出算法迭代步骤。然后，利用数字仿真实验，比较了EM算法与动态聚类算法两种机器学习算法在Dirichlet混合样本中的聚类效果。最后，计算对数似然函数值、程序运行时间、收敛迭代次数、聚类正确率、真正率（TPR）和假正率（FPR）6个评价指标。仿真实验结果表明，EM算法聚类正确率更高但是运算效率相对较低，而动态聚类算法运算效率较高但是损失了部分聚类正确率。因此，实际应用中建议综合权衡聚类正确率与运算效率的相对需求后，再选取合适算法进行Dirichlet混合样本聚类。

针对垂直/短距起降（V/STOL）飞机在悬停/平移模式下存在的动力学耦合、推力矢量控制冗余以及易受扰动风影响的问题，提出了一种基于高阶线性自抗扰控制（LADRC）的鲁棒协调解耦控制方法。首先根据V/STOL飞机的概念方案，建立了推力矢量模型和扰动风影响下的非线性悬停/平移运动模型。然后在此基础上，给出了该模式下位置和姿态的协调控制策略，据此通过控制量变换设计了六通道的自抗扰解耦控制律，其中利用LADRC对总扰动的实时估计补偿能力避免了多推力矢量的冗余控制。仿真比较结果验证了LADRC对悬停/平移模式控制的有效性以及对飞机内部参数摄动和外界突风干扰的鲁棒性。

GPS接收机在测量卫星到接收机的传播距离时，通常能得到码相位和载波相位2个基本测量值。虽然载波相位测量值比码相位测量值精度高，但存在整周模糊度的问题，在实际应用中比采用码相位的技术付出的代价高很多。因此，基于相位条纹技术，提出了一种高精度的码相位测量方法。在传统码跟踪环的基础上，通过提取互功率谱相位条纹的频率，得到高精度的码相位测量值，从而组装出高精度的码伪距。仿真实验结果表明：在信噪比为-15 dB的情况下，码相位测量误差均方差约0.37 m，优于传统延迟锁定环在相同条件下约1.82 m的跟踪精度。得到了比传统码跟踪环更高的码相位测量精度的同时，不需要解算载波相位的整周模糊度，对提高GPS定位精度具有研究意义和应用价值。

飞机飞行控制系统机电作动器（EMA）的渐变性故障很难准确预判，若不能及早发现而任其发展就会影响到飞机的飞行安全性。针对EMA的渐变性故障，提出一种基于动态小波神经网络（DWNN）的故障诊断方法。首先，利用EMA在电机电枢绕组匝间短路、传动装置丝杆和滚珠磨损等多种渐变性故障状态下的运行数据来训练DWNN故障诊断模型；然后，利用训练好的DWNN模型对EMA渐变性故障进行诊断。创新之处在于DWNN模型利用小波分解算法去除了传感器测量信号中高频分量的影响，利用反馈神经网络的记忆能力融合了过去输入的信息和过去预测的信息，提高了对EMA渐变性故障诊断的准确性。通过对某型EMA进行故障诊断实验，仿真结果表明所提出的DWNN方法可以实现对EMA部件渐变性故障的准确诊断。

冲突证据决策方法研究是证据理论重要研究课题。鉴于现有的证据理论改进方法在冲突证据决策过程中存在计算量较大，归一化过程不合理，证据组合效果不理想等一系列问题，提出基于二次组合的冲突证据决策方法。首先，提出新的基于二次组合的冲突证据决策方法的流程图；然后，提出新的乘性归一化规则，并对新的乘性归一化规则进行算例分析，验证其合理性；最后，分析现有冲突度量函数的不足，并提出新的冲突度量函数，并分析冲突度量函数的合理性。通过算例分析，并与现有证据组合规则的比较表明，所提方法不仅计算量得以改善，组合结果也得到提升。

传统全聚焦图像融合以相机多次曝光拍摄的多聚焦图像为基础，光场相机在单次曝光后可计算空间任意深度的重聚焦图像，为后期全聚焦图像的获取提供便利。提出了一种基于小波变换的光场全聚焦图像获取算法，可有效避免传统空域图像融合算法的块效应，获得较高质量的全聚焦图像。该算法通过对微透镜阵列光场相机获得的4D光场数据进行空间变换与投影，得到用于全聚焦图像融合的重聚焦图像，对各帧重聚焦图像进行小波分解提取高、低频子图像集，提出区域均衡拉普拉斯算子、像素可见度函数分别构建融合图像的高、低频小波系数实现图像融合，其性能优于传统的区域清晰度评价函数。实验验证了所提算法的正确性和有效性，采用Lytro光场相机的原始数据计算了融合全聚焦图像，与传统图像融合算法相比，人眼视觉效果更好，客观图像指标也得到了提高。

无人机数据链通信受到各种自然与人为的干扰，信噪比（SNR）是信道状态和通信质量的有效评估指标。为解决传统估计算法信噪比估计精度不足的问题，提出了一种卷积神经网络（CNN）与长短时记忆（LSTM）网络结合的估计模型。利用仿真与实测相结合的方式，构建了一个包含不同信噪比、调制方式、衰落信道等信息的无人机通信信号数据集；在网络训练阶段，将样本序列进行分割，对分割后的每一部分序列使用CNN-LSTM网络提取深度特征，多次训练并保存模型参数；在测试阶段，利用构建好的测试集完成对算法的验证与测试，得到信噪比估计值。实验表明，相比于传统信噪比估计算法与单一网络结构的深度学习算法，所提算法的均方误差最低，实现了对信噪比的高精度估计。

针对图像多分类任务，提出基于深度卷积的残差三生网络，旨在通过残差学习和距离比较来训练神经网络得到有效的特征表示。首先，设计了一个21层的深度卷积神经网络作为三生网络的嵌入网络，其中该卷积网络共连接6个块（block）。利用残差学习的方式，每个block的输出层由卷积层的输出和该block的输入共同组成，降低网络学习难度，避免网络出现退化问题。然后，每个block中采用相同拓扑结构分路的卷积层，拓宽网络的宽度。最后，在全连接层拼接了来自前面卷积层和block的输出，加强特征信息的传递。训练前，针对正负样本采用交叉组合的采样方法来增加有效训练样本量；训练期间，用样本中心点更换原点样本作为输入，能平均降低0.5%错误率。在与其他三生网络的对比实验中，在MNIST、CIFAR10和SVHN数据库上达到最好的效果，在所有分类网络中，本文网络在MNIST上达到最好的效果，在CIFAR10和SVHN上表现优异。

针对无人机惯性（INS）/GPS组合导航系统，考虑导航过程中存在的GPS数据中断的问题，设计了一种改进的滤波算法。首先建立了无人机导航运动学模型，再将传统的扩展卡尔曼滤波（EKF）技术和强跟踪滤波结合，利用模糊理论中的隶属度函数设计了一种模糊强跟踪扩展卡尔曼滤波（STEKF）算法。仿真结果表明，所设计的改进算法能够快速适应GPS信号突变，即当GPS信号从故障状态恢复到正常状态时，改进算法相较普通EKF算法能更快速地收敛到稳定状态，重新完成对飞行状态的估计。同时相较普通EKF和强跟踪扩展卡尔曼滤波算法，改进算法具有更高的滤波精度。

以软体仿生舌为研究对象，针对多向驱动器的变形机理，开展了面向软体仿生舌的单/多向驱动器的弯曲特性研究。首先，设计了气动驱动软体仿生舌，其在单/多向驱动器的作用下可实现吐舌、翻舌、卷舌以及斜翻舌等动作；其次，为进一步研究驱动器的变形机理，开展了针对单/多向驱动器的结构及变形工作原理的研究；然后，基于Yeoh模型应变能密度函数，结合力平衡方程，建立了驱动压强和驱动器弯曲变形后曲率半径的非线性数学模型；最后，为验证理论模型的正确性，开展了软体仿生舌的仿真研究及相关实验验证，结果证明了理论模型的正确性。上述研究为其他基于气动驱动的软体结构变形机理的研究提供了理论基础。

未来航空电子系统中将会更广泛地选择基于时间触发的通信机制进行信息传输，以保证信息交互的确定性。如何合理地进行时间触发通信调度设计是时间触发应用于航空电子互连系统的关键。针对时间触发调度的周期性任务，提出了一种基于强化学习的周期调度时刻表生成方法。首先，将流量调度任务转换为树搜索问题，使之具有强化学习所需要的马尔可夫特性；随后，利用基于神经网络的强化学习算法对调度表进行探索，不断缩短延迟时间以优化调度表，且在训练完成后，可以直接使用到消息分布相近的任务中。与使用Yices等可满足模理论（SMT）形式化求解时间触发调度表方法相比，所提方法不会出现无法判定的问题，能够保证时间触发调度设计结果的正确性和优化性。对于包含1 000条消息的大型网络，所提方法的计算速度为SMT方法的数十倍以上，并且调度生成消息的端到端延迟在SMT方法的1%以下，大大提高了消息传输的及时性。

针对带有涡轮级间共用承力框架的转子系统，为准确描述转子-共用支承-转子（简称共用支承-转子结构系统）之间的振动特性，采用转子截面横向和角向振动特性耦合动力学模型，振动耦合产生机理及影响规律进行研究。理论分析结果表明：转子支点的动态响应对其他转子的支点动刚度特性及转子振动响应特性具有一定影响，共用支承结构振动响应对转子系统振动特性的计算误差超过10%，因此，在共用支承-转子结构系统的临界转速和振动响应计算分析中，需要考虑2个转子与共用支承结构的振动耦合影响。对于涡轴发动机共用支承-转子结构系统的有限元仿真计算结果表明：由于存在共用承力框架，2个转子之间将发生振动耦合，系统产生耦合振型，某一转子转速将会影响另一转子所激起的系统共振临界转速；并对共用承力框架结构的隔振特性也有影响，2个转子共同激励下振动响应与转子单独激励相比，在承力框架安装边上的动载荷以及载荷传递系数均大幅度提高。