引信炸点控制对压制类弹药毁伤效能的影响

为了使对地压制类弹药引信进一步提升炸点控制能力,以提升毁伤效能,基于射击迹线法和毁伤元特征参数,重构了战斗部威力场,结合对地杀爆类弹药打击目标的特点,给出了毁伤表征方法,定义了引信控制毁伤下降率,详细分析了一种榴弹打击有生力量时的引信炸点控制对毁伤效能的影响规律,并基于引信控制毁伤下降率,获得了最佳炸高和最佳炸高区间。研究发现,引信的炸点控制对弹药的毁伤效能具有显著影响,不同的落速、落角拥有不同的最佳炸高。以一种榴弹为例,引信炸高(1 m)偏离最佳炸高(7 m)时毁伤下降率可高达29%以上,且落角越大毁伤下降率越明显,即炸点控制对毁伤效能影响越显著。

基于漏斗函数双电机伺服系统跟踪与同步控制

针对双电机驱动伺服系统具有未知非线性的问题,提出一种基于漏斗函数的跟踪与同步控制方案。首先,利用神经网络逼近和补偿复杂的非线性,在此基础上,引入滤波技术解决传统反步控制的“计算爆炸”问题,同时引入非光滑漏斗误差面确保系统的状态量被约束在预定义的漏斗边界内,结合改进的漏斗函数和反步设计技术设计了一种自适应量化漏斗跟踪控制方案。为了同时保证双电机的同步运行,同步控制器采用了平均偏差耦合策略,实现了双电机伺服系统的跟踪与同步控制。仿真结果表明,该方法可以实现对负载的跟踪以及双电机的同步。

改进人工势场引导的双向扩展随机树路径规划算法

针对地面移动机器人在复杂环境之下要求规划路径实时性强、路线平滑度高、避障精确完备等需求,在快速扩展随机树算法(RRT)的基础之上,提出一种由改进人工势场法(APF)引导的双向扩展随机树算法(APF-Bi-RRT^(*))。首先,在每次迭代的过程之中两棵随机树同时分别从起始点和目标点进行扩展,以加快算法收敛速度;其次,在算法随机树生长方向上,引入目标偏置策略来优化随机子节点的选取,并在随机树和障碍物中加入人工势场分量,限制路径方向选择的随机性,改进算法克服引力和斥力过大导致陷入局部最优值或目标不可达的问题;最后,在形成锯齿型规划路径之上应用一种采样优化和关键节点平滑策略,进一步缩短和平滑原路径的总距离。对比实验结果证明,该算法既克服了传统随机树算法的节点盲目扩展的问题,又兼顾了生成路径的效率和平滑性,与目标偏置RRT算法相比,在规划路径长度上减少了9.7%左右,在运行时间上缩短了65.3%左右,在算法迭代次数上减少了78.2%左右。

无线传感器网络能量均衡混合拓扑维护策略

针对恶劣环境下无人值守的无线传感器网络能量受限特性,提出一种时间和能量混合拓扑维护策略,以达到实现节点能量均衡的目的。将拓扑控制分为网络初始化阶段、拓扑构建阶段和拓扑维护阶段,在随机部署和虚拟骨干网络构建的前提下,确立了能量和时间作为拓扑维护触发条件的合理性。仿真表明,所提出的混合拓扑维护策略使网络生命周期提升了44.6%,90%覆盖率结束时间增加了1.4倍,为无线传感器网络的节能部署提供了参考。

基于正交试验的硅基MEMS齿形后坐保险机构参数敏感性

为了对硅基MEMS后坐保险机构进行优化设计和性能研究,基于正交试验与有限元仿真软件相结合的方法,选择齿高、齿宽、弹簧线宽、闭锁梁宽、锁钩间距、初始距离这6个设计参数,对后坐保险机构在正常发射和勤务跌落载荷下的位移和应力的影响进行参数敏感性分析。通过极差分析与方差分析,定量地给出了后坐保险机构各参数对结构在不同冲击载荷下的影响。结果表明,齿高的影响最显著,是影响后坐保险机构位移与应力响应的最主要因素;初始距离、弹簧线宽、齿宽是影响勤务跌落最大位移的次要因素;其他因素均对正常发射与勤务跌落载荷下位移和应力不显示显著性。在相对少的试验次数中定量得出不同设计参数对硅基后坐保险机构的影响大小,对多参数双目标的硅基后坐保险机构优化提供了一定的参考。

基于小波变换和压缩感知的工频磁异常信号降噪方法

针对强噪声背景下水下目标微弱工频磁异常信号提取困难的问题,提出一种基于小波变换的压缩感知降噪方法。该方法利用噪声信号不具有稀疏性的特点,将含噪信号在小波域内分解,并在此基础上进行压缩感知的重构与降噪处理,实现微弱工频磁异常信号与噪声最大限度地分离。仿真及试验表明,该方法得到很好的降噪效果,避免了小波阈值滤波中阈值选取对降噪效果的影响,能够最大程度地保留原始信号的固有特征。

宽阻带多陷波超宽带滤波器

为抑制其他无线窄带通信系统对超宽带系统的干扰,并提高超宽带滤波器的阻带抑制特性,提出一种拥有宽阻带和三陷波的超宽带滤波器。该滤波器采用传统多模谐振器加载阶梯开路谐振器与扇形谐振器的结构实现超宽带特性,其阻带宽度达到24.3 GHz;为引入三陷波,该滤波器采用了加载开路谐振器、耦合L型短路短截线以及非对称耦合结构;通过并联开路谐振器加载扇形谐振器的结构,优化了通带插入损耗。经过电磁仿真,该滤波器通带范围为4.1~10.6 GHz,相对带宽为93.4%,插入损耗小于1.3 dB,三处陷波分别位于5.1、6.28、8.1 GHz处,且陷波深度均大于25 dB,保证了超宽带系统的通信质量。

状态受限机械臂的固定时间收敛双环自适应控制方法

针对机械臂轨迹跟踪控制中存在状态有界、参数摄动和跟踪时间不能预知的实际工程问题,提出一种固定时间收敛的双环自适应跟踪控制算法。该算法可根据控制参数预估机械臂轨迹跟踪时间,保证轨迹跟踪误差在预设有界范围内变化,且对系统内部参数摄动和外部干扰具有较强鲁棒性。数值仿真结果表明,该算法结构简单,具有较好的控制效果和工程应用前景。

采用万向开关的马歇特锤击零时刻确定方法

针对电子时间引信马歇特锤击测试过程中信号检测时采用加速度传感器频繁故障问题,提出采用万向开关确定马歇特锤击零时刻。根据马歇特锤击试验条件选定了万向开关关键参数,并设计低通RC滤波电路,采用将万向开关固定于马歇特锤击头部位,锤击时通过模拟信号滤波电路模块对万向开关闭合信号进行滤波,并采用示波器或中断采集电路进行监测,实现锤击过载零时刻确定,为测试信号提供零时基准。实验测试结果表明,该方法能够有效测量电子时间引信起爆输出计时精度,其采用的硬件简单,工程可行性强,可靠性高,可完全替代加速度计产生零时刻的方案。

区间概率下基于证据理论的引信安全失效率评估方法

针对底事件基础数据匮乏给引信安全性评估带来的难题,采用证据理论对区间概率下的引信安全失效率进行分析和评估。通过构造基本信任分配函数来表征底事件区间概率的不确定性;在此基础上,利用累积似然函数和累计信任函数,基于故障树的结构函数将不确定性逐层传递,最终获得顶事件的概率包络。仿真结果表明,该方法不仅给出了引信安全失效率的上下界限,同时提供了其所有可能的累积分布函数,适用于对引信安全失效率进行评估和不确定性量化。

基于多元离群点检测的动态目标去除SLAM方法

考虑动态环境下的目标移动对同步定位与建图(SLAM)位姿估计精度的影响,提出一种通过稠密光流计算像素运动并经过离群点检测的动态目标SLAM算法。采用稠密光流法计算图像序列的每个像素的运动信息进行动态目标判断,利用离群点检测对动态目标进行提取,通过均值滤波对动态目标进行模糊剔除,消除动态目标对SLAM精度的影响。在TUM数据集与定制数据集上进行实验,在TUM数据集测试中,与基于特征点法的Orb-slam3标杆算法进行对比分析,在动态目标影响条件下,该算法得到的轨迹误差降低43.25%;搭建开放式四旋翼无人机测试系统,在定制数据集中,进行飞行试验,得到的估计轨迹位置误差控制在1 m内,满足使用场景要求,进一步验证了算法的有效性。

宽频小型化U形槽微带天线

针对微带贴片天线宽带化和小型化的设计需求,提出并设计了一种工作在S/C波段的改进的U形槽微带贴片天线。通过在辐射贴片中心开曲折U形槽,使缝隙和馈电探针偏离贴片中心,形成非对称曲折U形槽的层叠介质微带贴片天线。通过共面容性耦合馈电进一步提高天线的阻抗带宽。实测结果表明:该天线在3.11~5.40 GHz频率范围内回波损耗小于-10 dB,相对带宽可达53.8%,与仿真结果吻合,可为微带天线的小型化、宽带化设计提供参考。

基于深度学习的炸点图像识别与处理方法

为了提高弹丸近炸落点位置的测试精度,改善传统炸点图像易受噪声干扰及环境影响的识别问题,提出基于深度学习的炸点图像识别与处理方法。该方法是以高速摄像机拍摄的多序列炸点图像为基础,利用GoogLeNet分类网络方法提取爆炸瞬间炸点信息,研究改进U-Net网络分割炸点图像,重点对炸点图像的主干特征提取和优化损失函数进行建模,对炸点图像数据信息集进行训练与测试,并通过Canny边缘提取算法提取炸点图像边缘,采用最小二乘法进行轮廓拟合,求解炸点像素坐标,结合摄像机空间几何关系,获得炸点空间坐标。实验结果表明,改进U-Net网络的PA值为94.2%,MPA值为97.6%,MIOU值为84.8%,相比于原始U-Net网络的分割精度更高,能够为后续炸点位置的获取及武器毁伤评估提供技术支撑。

水下无人潜航器内部磁场有限元仿真建模及其分布特性

针对水下无人潜航器(UUV)磁场分布特性的研究需求,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对UUV的磁场分布进行建模和仿真。分析UUV内部磁场来源及分布情况;对比分析磁偶极子理论计算与COMSOL磁场建模仿真,探讨利用COMSOL软件模拟方法开展磁场建模的可行性;运用COMSOL仿真软件,构建UUV几何模型,求解分析UUV平台干扰磁场分布特性。建模和仿真结果表明,利用COMSOL仿真软件实现磁偶极子建模是正确可靠的,UUV平台中后部磁感应强度最强,艏艉处磁感应强度最小,约为20 nT,为UUV平台的磁传感器安装位置和低磁性优化设计提供了依据。

基于区域特征的图像配准方法

针对毁伤前与毁伤后图像因拍摄时间、角度不同和毁伤导致图像变化剧烈,造成图像无法配准的问题,提出一种基于区域特征的图像配准方法。该方法通过提取建筑物区域的形状特征和空间关系特征,构建建筑物区域的特征描述符,利用特征描述符的相似性完成图像配准。为了使特征描述符具有平移不变性、旋转不变性和尺度不变性,将描述区域与其他区域的中心距离、中心连线与长轴夹角的范围区间均匀分割,利用分割区间的索引构建二元组,通过计算满足二元组对应距离和夹角范围的建筑物区域与描述区域的面积比值作为特征描述符的元素。实验结果表明,与现有方法相比,该方法能完成毁伤前与毁伤后图像的配准,匹配率高,具有较好的鲁棒性。

多模态信息融合舰船目标识别研究进展

舰船目标识别的信息源主要来自现代高分辨率成像雷达形成的舰船目标信息,包括高分辨距离像、船舶自动识别系统信息以及合成孔径雷达成像。在对海探测环境相对复杂的情况下,基于单模态信息对海上舰船目标识别的能力有限,而利用多模态信息融合将更有益于实现对海上目标高效的侦察监视和识别。首先,对单模态舰船目标识别方法进行梳理和总结,分析目前不同舰船目标识别方法存在的优势和不足;然后对多模态信息融合舰船目标识别常用数据集进行介绍,并对新方法、新模型进行了深入分析;最后对舰船目标识别未来发展趋势进行展望,为后续基于多模态信息融合的舰船目标识别方法研究提供参考。

融合Sobel算子的SAR图像结构优化方法

针对传统滚动引导滤波算法在处理SAR图像时,面对较多琐碎纹理效果欠佳,容易产生虚假边缘的问题,提出融合Sobel算子自适应计算图像中每个像素点的梯度,反映图像的边缘强度来指导滚动引导滤波参数的调整,从而优化滚动引导滤波的结果。通过传统算法和改进算法对雷达图像处理的边缘强化和细节纹理提取的对比结果表明,提出的利用Sobel算子来进行滚动引导滤波参数的调整有着明显提升,能有效地支撑雷达图像的后续处理,为图像的强散射结构提取提供了一种新的方法。

基于空间约束联合字典学习的三维冲击波超压场重建

针对有限测点条件下冲击波超压场全时空全区域重建的需求,提出一种基于空间约束联合字典学习的三维冲击波超压场重建方法。建立三维走时层析成像模型,利用字典学习对图像的稀疏表征优势和空间约束对图像边缘纹理保真特性,采用交替最小化思想对目标函数进行优化解算,实现大型病态稀疏矩阵的高精度求解。试验结果表明,该方法与代数重建算法(ART)、联合代数重建算法(SART)和期望极大化算法(EM)相比,重建精度更高,全区域重建误差达到了15.81%,在时空场重建过程中具有较高的应用价值。

独立测距通道超低空无线电引信

针对多通道功能复用脉冲或脉冲多普勒(PD)引信测距误差较大,严重制约引信超低空性能的问题,提出基于独立测距通道的超低空无线电引信。该超低空无线电引信由目标探测通道和独立测距通道组成,其中目标探测通道采用PD体制,独立测距通道采用线性调频连续波(LFMCW)体制。仿真分析结果表明,基于独立测距通道的超低空无线电引信安全距离仅需0.7 m,在目标探测通道距离波门调整过程中引信目标探测区得到最大程度的保留,同时具备3 m高度飞行目标的近距探测能力。

SAR无线电引信目标定向探测模型及仿真

为了提高打击地面目标无线电引信定向起爆控制能力,提出一种基于合成孔径雷达(SAR)的对地无线电引信目标定向算法。通过构建弹目交会场景,采用SAR原理合成得到窄波束,对两波束的回波信号进行和差计算得到目标与弹轴的夹角。仿真结果表明,该算法对弹目交会角在39°~64°的方向,目标定向识别误差不大于1.2°,表明了SAR技术能够大幅提高无线电引信对目标的定向精度和算法的泛用性,能够为无线电引信目标定向起爆技术提供技术支持。