Biased retro-proportional navigation law for interception of high-speed targets with angular constraint

A new guidance law, called biased retro proportional navigation(BRPN), is proposed. The guidance law is designed to intercept high-speed targets with angular constraint, which can be used for ballistic target interception. BRPN guidance law is defined, and the exact time-varying bias for a required impact angle is derived. Furthermore, the simulation results(trajectory, variation of navigation ratio, capture region, etc) are compared with those of biased proportional navigation(BPN), proportional navigation and retro-proportional navigation. The results show that,at the cost of a higher intercept time, BRPN demands lower terminal lateral acceleration and has larger capture region compared to BPN.

基于改进RRT^(*)算法的机械臂路径规划研究

RRT(Rapidly exploring Random Tree)是一种基于采样的路径规划算法,非常适用于机器人的路径规划中,但是传统RRT^(*)算法存在耗时长、占用内存较大等缺点。所以针对这些问题提出一种改进RRT^(*)算法,该算法优化了父节点选取范围,在传统随机采样机制的基础上引入了目标偏置采样和启发式策略,减少了算法耗时且缩短了路径长度;引入了节点拒绝策略,消除转弯角太大的冗余路径的同时也进一步提升了算法效率。利用MATLAB进行了仿真实验验证,结果表明改进RRT^(*)算法能在更短的时间内搜索到一条从起点到终点的最短无碰路径,并且可以很好地应用于机械臂的路径规划中。

偏向性减量目标约束的农业绿色创新效应:基于化肥零增长行动的实证

科学刻画偏向性减量目标措施通过产业链传导、进而影响农业绿色创新的内在机制,对于系统推进中国农业发展方式的绿色化转型具有重要的现实意义。首先,构建两部门内生经济增长模型,理论上演绎偏向性减量目标约束通过农业生产投入要素绿色化调整,进而影响农业创新部门研发决策的内在机理。其次,将农业绿色专利与县域层面的经济发展数据相匹配,以2015年化肥零增长行动的实施为政策冲击,采用多时点双重差分模型实证评估该偏向性减量措施的绿色创新效应。结果发现:化肥零增长行动显著促进了中国农业绿色专利的增加;经过使用地形起伏度作为工具变量、多时点双重差分模型稳健估计量、排除政策干扰、改变计量模型和政策内生性讨论等一系列稳健性检验后,上述结论依然成立。这一效应具有明显的地区异质性,在市场化和信息化水平越高的地区,该创新效应释放得越充分;与高校和科研院所等创新主体相比,化肥零增长行动对企业和个人的绿色创新活动诱发程度更为显著。最后,对理论模型中关于偏向性减量目标约束措施引发绿色创新效应的两种作用路径进行了实证检验。研究证实,化肥零增长行动主要通过农业绿色技术市场扩大的规模效应,以及对创新资源的配置效应两种渠道促进农业绿色创新的增加。以上结论表明:需要将有为政府和有效市场相结合,强化绿色科技体制创新,持续营造良好的创新生态;完善绿色科技政策保障体系,稳步出台绿色技术发展的财税、金融、投资、价格政策和标准体系;把握好偏向性减量目标实施的节奏和力度,因时因地制定出差异化的减量目标。

LFM雷达对临近空间高超声速目标的跟踪研究

针对临近空间高超声速目标跟踪的问题,提出了一种ECEF坐标系下基于径向速度补偿和相邻时刻目标量测对消处理的高超声速目标跟踪算法.首先,充分分析了目标高超声速运动对雷达探测跟踪的影响,并在此基础上合理构建了目标高超声速运动下的量测模型,以避免模型失配所引起的滤波发散问题;其次,利用解模糊处理后的径向速度估计对目标高超声速运动引起的高动态偏差做近似补偿,以将问题转换为低系统偏差下的状态估计问题,最后,通过基于相邻时刻目标量测对消处理的单雷达量测方程构建,可有效回避低系统偏差存在下的航迹关联问题,进而实现临近空间高超声速目标的可靠跟踪.仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度.

一种雷达目标运动要素解算方法研究

针对船舶导航避碰对水面目标运动要素实时高精度估算的要求,给出了一种基于去偏转换坐标卡尔曼滤波思想的目标跟踪算法。在算法中,通过非线性坐标转换并去偏后得到去偏转换测量值,实现目标状态方程和量测方程在笛卡尔坐标系的线性方程,采用标准卡尔曼滤波算法进行滤波。因此,只要解出去偏转换量测值误差方差即可按标准的卡尔曼滤波算法对目标进行跟踪。仿真结果表明,在保证滤波器不失配的前提下,去偏转换坐标卡尔曼滤波(DCMKF)算法收敛迅速并有较高精度,能够满足导航雷达实时应用的需求。

扶贫信号释放有助于实现脱贫目标吗?——来自中国家庭追踪调查的证据

本文试图通过评估精准扶贫政策信号的减贫效果,考察信号释放对政策目标实现的作用。研究发现,在精准扶贫信号释放后,地方政府会通过施加偏向于更容易脱贫的农户的扶贫手段,来更大程度地提升本地区的扶贫效果,所以扶贫信号释放有助于实现脱贫目标,但偏向性扶贫可能造成一定程度的不公平。本文研究表明,一个良好的政策设计应该包含对信号释放时点和方式的设计,未来治理相对贫困的政策设计同样应注重信号释放和构建多维扶贫效果评价体系。

拦截高速运动目标广义相对偏置比例制导律

针对经典比例导引法在末制导阶段拦截高速运动目标时捕获域较小、无法有效利用导弹机动能力及难以实现碰撞角约束等问题,提出了一种广义相对偏置比例制导律。为扩大经典比例导引律的捕获域及提升其对导弹的机动利用能力,设计了一个时变导引系数,使所提制导方案可综合比例及反比例2种导引律的优势。为实现对高速运动目标的定向打击,引入了相对偏置比例,通过控制相对飞行轨迹角以实现对碰撞角的约束。为提升制导方案在拦截高速机动目标时的性能,在制导指令中对目标机动影响进行了补偿。数值仿真结果验证了该制导方案相比于经典的比例导引法具有更大的捕获域和过载利用度,以及较强的碰撞角约束能力。

偏置判别SVM预测microRNA靶基因

针对靶基因样本数据不平衡导致阳性样本预测准确率较低的问题,提出基于SVM的靶基因预测算法,即偏置判别SVM。算法选取高质量的数据集和最优特征集作为输入,在经验特征空间中以偏置判别分析准则为核优化目标函数,使用核保角变换的方法逐步优化核矩阵,用最优核矩阵构造偏置判别SVM,以解决靶基因数据不平衡对预测造成的影响。对比实验分析表明,提出的偏置判别SVM算法具有更高的特异度、敏感度和预测精度。同时,偏置判别SVM具有更强的泛化能力,鲁棒性更好。

自适应渐消有偏扩展卡尔曼滤波在目标跟踪中的应用

针对机动目标跟踪过程观测矩阵病态导致扩展卡尔曼滤波算法跟踪效果不佳的问题,提出一种自适应渐消有偏扩展卡尔曼滤波算法。该算法以扩展卡尔曼滤波为基本框架,并借鉴Gauss-Markov模型的思想以解决观测矩阵病态问题。算法根据状态估计均方误差最小条件求得有偏因子,以降低病态观测矩阵对滤波估计的影响;根据滤波发散判据提出一种新的渐消因子估计方法,以实时调整预测协方差矩阵,从而改善滤波增益并有效提高目标跟踪精度。仿真结果表明,改进算法比传统扩展卡尔曼滤波对目标跟踪的精度有较大提高,同时稳定性更好。

基于中介语理论的普通话方音矫正

普通话是我国的国家通用语,每一个人都应该掌握普通话。由于方音的影响,绝大多数人说的普通话并不标准。为解决普通话方音问题,文章以中介语理论为基础,根据方言普通话的成因及特点,从学习者、教学者和学习环境等不同角度多方位探讨普通话方音矫正的策略与方法。

机动目标状态估计的最小均方误差界

基于多项式模型的各种自适应滤波算法被广泛应用于机动目标跟踪领域,但尚没有统一的评估标准来衡量这些跟踪算法的优劣。由于存在确定的时变未知输入,机动目标的状态估计实际为有偏估计。基于状态估计均方误差最小的准则,推导了多项式模型滤波的最小均方误差界计算方法,获得了使状态估计均方误差最小的过程噪声方差变化规律。该方法给出了各种基于多项式模型的机动目标跟踪算法的估计均方误差下限,也为机动目标跟踪中最优过程噪声方差的设定提供了依据。仿真结果验证了算法的有效性。

采用熵函数法的多传感器空间配准算法的研究

针对传感器空间配准问题,提出了一种基于滑窗法的极小化极大熵函数的传感器空间配准算法。该算法使用熵函数作为优化准则,根据传感器的量测模型推导出关于传感器系统偏差的目标函数,然后借助极大熵函数的思想,将目标函数的绝对值转化为对应的极大熵函数,并且使用拟牛顿法求得的极大熵函数的解作为传感器系统偏差的估计值。在单目标跟踪场景和多目标跟踪场景下,与传统传感器空间配准算法在相同的仿真条件下进行对比,仿真结果表明,所提算法能够有效地提高传感器距离量测和角度量测系统偏差的估计精度,从而实现高精度的空间目标跟踪。

基于有偏随机游走的曲线目标断裂连接方法

曲线型目标的分割结果受光照,灰度不均等干扰因素影响,易造成曲线型结构断裂的问题,为此提出一种基于有偏随机游走的线状目标连接算法。以引力作为游走者的驱动力,不同连通块的线型目标对游走者提供不同的引力,在最邻近线型目标块的中心线的引导下,进行游走,连接断裂目标。综合中心线信息以及外周邻近线区域块的信息调整游走者转移概率,驱使单游走者游走路径趋于线型,多游走者的路径综合为曲线型结构。实验结果表明,即使在复杂的环境中,该算法也有一定的自适应性,应对不同变化场景有相应的连接效果。

系统误差情况下两坐标雷达目标高度可观测分析

针对雷达普遍存在距离和角度量测系统误差工程实际情况,以及现有两坐标雷达目标高度可观测分析和估计技术缺乏对雷达系统误差考虑不足之处,论文利用Fisher信息矩阵,通过求解CRLB下限,对系统误差下的两坐标雷达目标高度可观测分析问题进行了深入研究,并通过数值仿真,对系统误差、雷达配置对目标高度可观测的影响以及目标高度估计精度等问题进行了分析,给出了有用结论,为后续系统误差情况下目标高度估计提供了指导。

拦截机动目标的多导弹协同制导律

面向多导弹协同拦截机动目标的问题,基于剩余飞行时间控制,设计了两种不同的协同制导律。针对多导弹分布式通信的场景,基于偏置比例导引的思想设计了具有时变导航系数的分布式协同比例制导律;针对指定攻击时间的场景,基于常值前置角下的剩余飞行时间形式,利用滑模控制和非线性扰动观测器设计了具有指定攻击时间的滑模制导律。仿真结果表明,所设计的两种制导律可以有效针对机动目标实施协同攻击或依次攻击。

飞行器偏置制导律研究

高速交会条件下的某些特殊应用中存在目标点与瞄准点不一致的问题,需要飞行器在目标点旁偏置一段距离从而对瞄准点进行攻击,且在偏置过程中提出终端碰撞角约束的需求。针对此问题,在考虑到轨控发动机实际工作状态的特性下提出了一种改进的偏置制导律,通过设置偏置项,来同时满足攻击角和偏置距离的约束。经过数字仿真,证明在成功命中瞄准点的同时也能对碰撞角进行控制。

飞行器三维偏置制导律研究

偏置制导律是一种修正的比例导引律。交会条件下的某些特殊应用中存在目标点与瞄准点不一致的问题,要求飞行器在目标点旁偏置一段距离从而攻击瞄准点,且在偏置过程中提出终端攻击角约束的需求。为了有效地杀伤目标,通过在三维平面内重新设计偏置项,提出了一种改进的比例导引律。仿真表明,该导引律在保证偏置距离的同时达到期望的视线角。

拦截高速机动目标偏置比例制导律研究

针对制导过程中碰撞角约束问题,提出了一种偏置比例导引律。该导引律采用时变的自适应导航比,兼备了顺轨和逆轨拦截能力,并可拦截高速机动目标和低速机动目标。针对机动目标推导了时变偏置角速率偏差的平面解析解,并且给出了自适应导航比的表达式;将平面制导律向三维扩展,给出了二维加速度与三维总加速度的计算关系,提出了三维期望碰撞角的实现方法。通过与3种导引律对比,验证了所提出导引律在碰撞角误差、脱靶量和控制力等方面均有优势。

基于改进RRT算法的移动机器人路径规划方法

针对RRT(快速随机搜索树)算法在复杂环境下规划效率低,且规划的路径不平滑的问题,提出一种改进的RRT算法。首先引入一种全新的目标偏向采样策略,在均匀采样得到的随机点与目标点的连线上随机取一个点作为新的随机点进行树的扩展。其次对冗余路径节点进行剪枝处理,将路径起始节点与后续节点连线与障碍物进行碰撞检测,滤除无效的弯折路径。最后采用多项式插值的方法,依据节点的边界条件进一步对路径进行曲率平滑处理。通过仿真实验验证,论文算法不仅极大地提升了原算法的规划效率,而且在很大程度上优化了路径。

基于H_∞滤波的协同探测去偏融合算法研究

采用协同探测技术能有效改善目标跟踪精度。传统的协同探测融合算法利用在极坐标系下获得的量测进行滤波融合,转换到笛卡尔坐标系时会引入耦合误差,且不能抑制未知统计特性的系统延时误差,降低跟踪精度。本文采用集中式融合方法,首先对多平台量测数据进行去偏处理和时间对准,转换至笛卡尔坐标系,使测量噪声变为已知参数的高斯分布;然后将去偏转换的测量值与修正后的测量协方差矩阵输入融合中心;利用H∞滤波对误差统计特性不敏感的优点构建融合算法,有效克服多运动平台系统延时误差波动影响,提升融合精度。仿真实验结果表明该算法能有效提高协同探测融合精度。