马尔可夫矩阵修正IMM跟踪算法

传统交互多模型(interacting multiple model,IMM)滤波算法中,马尔可夫概率转移矩阵参数固定,切换过程模型概率滞后。基于后验信息修正,扩展了一种在线更新马尔可夫概率转移矩阵的自适应跟踪算法,新算法克服了原算法只能交互2个模型的局限性。在计算过程中,依据不匹配模型误差压缩率的更新信息,在线调整先验马尔可夫概率转移矩阵,模型转换过程中更多地利用匹配模型的信息,而减小不匹配模型信息的影响,使收敛速度得到了提高。最后通过多模交互3个当前统计模型(current statistical model,CSM)验证了所提算法的有效性。

基于自适应马尔可夫参数交互多模型算法的弹道导弹跟踪研究

对弹道导弹主动段和自由段进行连续跟踪已成为弹道导弹防御亟待解决的问题。采用多模型交互算法,是解决该问题一条可行途径,但传统交互多模型马尔可夫概率转移矩阵参数固定,切换过程模型概率滞后。文中基于后验信息修正,提出了一种马尔可夫参数值自适应调整算法,根据不匹配模型误差压缩率的变化,自适应调整先验的马尔可夫概率转移矩阵参数,切换过程中较多地压缩不匹配模型的信息,放大匹配模型的信息,提高系统的收敛速度。仿真实验表明:马尔可夫参数自适应调整算法对弹道导弹主动段与自由段交替处的跟踪效果优于传统多模型交互算法。

无人机单侧投弹干扰模型的建立与仿真

无人驾驶飞机单侧弹射投弹时会产生干扰力矩,影响无人机稳定飞行。针对这个问题,对投弹后无人机恢复导弹发射前姿态的过程进行了分析,描述了投弹对无人机的干扰问题。以小扰动状态方程为基础,将干扰力矩作为输入,并在控制律优化设计后将自动驾驶仪控制律作为控制方程代入小扰动模型。在挂载导弹到机身距离较小的情况下,对投弹后无人机姿态角的变化进行了建模、仿真和结果分析。仿真结果表明,在单侧投放导弹后,无人机能够很好地稳定飞行姿态,控制无人机平台以投弹前航向继续稳定飞行,为第二枚导弹的顺利投放做准备。

无人机配载弹射式导弹静稳定性分析

通过刚体飞行六自由度动力学方程建立弹射式导弹初始段无控飞行模型,并结合弹射装置动力模型和导弹发动机推力模型进行仿真计算。基于无控飞行模型和仿真结果分析了无人机配载弹射式导弹发射特性,在导弹初始飞行段对机弹分离安全性和导弹姿态控制要求进行了研究。对导弹不同静稳定度下的运动特性对比分析,分别给出了满足各种安全和控制要求的导弹静稳定度范围。进一步综合所有安全和姿态控制要求,得到了满足所有要求的最佳静稳定度。经过一个实例的仿真研究,结果表明建立的模型与所用到的方法是合理有效的。

平飞时内埋导弹弹射分离仿真与研究

利用应用计算流体动力学软件FLUENT的二次开发功能和RNG k-ε湍流模型建立了载机投弹流场数值模拟和弹道仿真相结合的仿真模型。运用动网格技术更新导弹与载机发生相对运动而导致的计算域变化。将整个流场的解与六自由度运动方程的解进行耦合,模拟计算了超音速条件下内埋导弹与载机分离的过程。结果表明,气动干扰对弹的纵向运动影响非常大,随着马赫数的增加,仿真结束时导弹下落距离减小,俯仰角曲线波动幅值增加。

采用改进粒子群算法的无人机协同航迹规划

为合理解决多无人机协同航迹规划问题,提出了两种解决方法。针对提出的空间直接法,将多无人机三维协同航迹规划问题简化为具有时间约束的二维航迹规划,并对传统协同变量和协同函数进行新的构建,最后结合一种改进的粒子群算法作了进一步的仿真实验,并取得了比较理想的结果。

状态分量综合修正加速度方差的CSM算法

"当前"统计模型自适应算法依赖于先验加速度极限值,并不适用所有机动情况。而单一的位置或速度自适应调整加速度方差,往往使得跟踪不稳定。综合考虑位置、速度和加速度信息,提出一种新加速度自适应公式,克服了对先验加速度极限值的依赖。并在此基础上结合高斯隶属函数对其权值予以修正,提高了跟踪精度。为解决单个"当前"统计模型不能跟踪机动频率不断变化实际目标,利用交互多模算法,将不同机动频率的改进"当前"统计模型进行交互。仿真结果表明,新算法具有较好的跟踪效果。

用于多源信息中制导的MM-LS时间配准算法

针对目标做匀速直线运动以及时间配准周期与雷达采样周期成整数比两个假设限制了最小二乘时间配准算法应用范围的问题,结合多模型的思想,研究了无限制条件下的多模型最小二乘时间配准算法.在推导匀加速模型、加加速模型最小二乘时间配准算法的基础上,由最小均方误差准则得出多模型最小二乘时间配准算法.利用各模型求解得到的一阶、二阶、三阶导数,进一步通过外推算法,解决了时间配准周期与雷达采样周期比为非整数这一问题.仿真表明,当目标的机动过载从1 g至9 g变化时,雷达的探测误差从10m至100m变化,多模型最小二乘时间配准算法虽然不能取得最好的结果,但是可以确保得到值得信赖的时间配准结果.

基于高斯云贝叶斯网络的空战态势评估

对空战态势评估中需要考虑的因素进行了分析,建立了基于高斯云贝叶斯网络的空战态势评估模型,并利用高斯云贝叶斯网络的推理方法进行了仿真计算。仿真结果表明,该方法可以给出敌机的态势评估值以及以概率的方式给出敌机对我机的态势等级,为空战态势评估提供了新的思路。

炸弹投放模型的建立与数值模拟

数值模拟方法是研究机弹分离问题的一种高效且经济的手段,它为研究炸弹与载机的安全分离、气动干扰等问题提供了参考依据。应用计算流体动力学软件FLUENT的二次开发功能和RNG k-ε湍流模型建立了投弹流场数值模拟和弹道仿真相结合的炸弹投放仿真模型;运用动网格技术更新投放物与载机发生相对运动而导致的计算域变化;将整个流场的解与六自由度运动方程的解进行耦合,模拟计算了炸弹与载机分离的过程;得到了在气动干扰下炸弹姿态角和位置随时间变化图。结果表明,在超音速条件下气动干扰对投弹的纵向运动影响非常严重,而横侧向运动受气动干扰影响不大。

基于CFD计算的无人机投弹研究与仿真

利用CFD计算软件FLUENT的二次开发功能和RNG k-ε湍流模型,建立了无人机投弹流场数值模拟模型和投弹后的弹道仿真模型。运用动网格技术,以固定步长更新投放物与无人机发生相对运动而导致计算域的变化。将整个流场的解与六自由度运动方程的解相结合,分别模拟计算了导弹、炸弹与无人机的分离过程。在气动干扰下,得到了导弹、炸弹的姿态角和位置随时间变化图,并对导弹在有气动干扰下和无干扰情况下得到的弹道数据进行了对比分析。结果表明,气动干扰对导弹、炸弹的纵向运动影响比较严重,而对横侧向运动影响不大。