基于HLA的海军装备军地一体化保障仿真系统

针对目前国内装备保障仿真研究的不足之处,提出运用计算机仿真对海军装备军地一体化保障问题进行研究。首先对海军装备军地一体化保障系统进行了分析,进而对海军装备军地一体化保障仿真系统的功能特征进行了研究,给出了仿真系统总体结构的设计思想,提出基于HLA技术构建仿真系统的联邦结构,并对仿真系统中的组成结构进行了划分和功能介绍,然后给出了系统支持装备保障仿真的三种运行方式;最后通过实例验证了基于HLA的海军装备军地一体化保障仿真系统支持海军装备军地一体化保障问题研究的可行性。

两站无源定位系统中的多目标跟踪算法研究

两站多目标纯方位跟踪中的虚假定位点识别问题是被动定位中尚待解决的一个重要问题,本文对此问题进行了研究,并给出了一种排除两站虚假定位点的新方法,该方法首先根据两个观测站在初始时刻所测得的角度进行交叉定位,由定位结果估计目标初始时刻所在的空间范围,并对此空间范围进行分区;然后对方位数据进行关联,以判断哪些方位角数据可能来自同一个目标;在每一个子区间上分别利用扩展卡尔曼滤波模型(EKF)进行滤波,并给出目标落在每个子区间上的概率,把此概率值作为权重对各个子区间的滤波结果进行加权来估计目标的状态;该概率值在以后的跟踪过程中按照贝叶斯准则不断进行更新,而更新概率低于检测门限的子区间予以取消.通过仿真分析可看出,利用本文提出的方法两个观测站可对多目标进行良好的定位和跟踪.

系列头型空泡特征及其对细长体阻力特性影响的试验研究

为了了解不同头型的空泡特征及其对轴对称体阻力特性的影响,在高速水洞中试验研究了6种典型头体在不同空泡数下,轴对称体上空泡的几何特征以及相对应的阻力特性,分析了空泡数对轴对称体空泡特征与阻力的影响.

任意结构系统的备件满足率模型及优化方法

装备备件配置方案是装备综合保障领域需要解决的关键问题之一,提高备件满足率能够相应地提高系统的可用度,从而提高装备的保障度。针对这一问题,文章从装备可用度为出发点,分析了装备可用度与系统备件满足率之间的关系,建立了任意结构系统的备件满足率模型。建立的模型通用性较强,适用于任何结构的复杂系统。综合权衡备件满足率与备件费用之间的关系,采用边际效应方法对备件配置方案进行优化,得到最优的备件配置方案。通过对实例运算结果的分析,证明了所建模型的正确性与合理性。

被动定位系统中的方位数据关联

多站测向交叉定位是无源定位方法中运用较多的一种,但该方法在复杂环境下会产生虚假定位点,而虚假定位点的快速、准确排除一直是无源定位研究中的难点,国内外许多学者始终致力于该问题的研究,提出了多种解决方法,像最小距离法、最大似然算法、拉格朗日松弛算法等,但它们或数据正确相关率较低,或计算量较大,不适用于实时处理。为此,采用了一种对目标进行方位关联的新方法,即先利用一定的准则进行方位粗关联,排除掉一部分虚假定位点,减少计算量;在此基础上再进行方位细关联,找出最有可能来自目标的方位组合。与现有算法相比,该方法可快速、准确地排除虚假定位点。仿真结果表明,利用该方法可较好地对多目标进行定位和跟踪,且计算量适中。

分布式电子干扰系统干扰效能分析与仿真

建立干扰条件下雷达探测威力模型,通过仿真分析了单干扰机和多干扰机条件下单部雷达探测威力范围.在此基础上,对干扰机连续布阵与间断布阵,在远、近的不同干扰距离上进行仿真,验证了实施空中分布式电子干扰能够形成干扰掩护通道的设想.

人工免疫粒子群算法在系统可靠性优化中的应用

为了优化舰载装备系统在其设计初期的可靠性,根据模糊优选理论,建立了基于正负理想方案的可靠性分配的多指标模糊优化模型.针对基本粒子群(PSO)算法易陷入早熟状态以及群体缺乏多样性等不足之处,将人工免疫系统(AIS)原理与改进的粒子群算法有机结合,并对粒子的飞行速度进行控制,提出一种基于人工免疫的粒子群算法(AI-PSO).将该算法应用于系统可靠性优化求解中,仿真试验结果表明,相比其他算法而言,该算法具有较强的全局搜索能力,其优化结果更为合理.

任意寿命分布单元表决系统备件需求量的解析算法

表决结构广泛存在于装备的可靠性设计中。针对表决系统备件需求计算困难、不准确的问题,提出了一种基于寿命分布等效的表决系统备件需求量计算方法。首先通过R-等效方法将系统中的非指数单元转化为指数单元;而后将多指数单元表决系统等效为伽马系统并给出等效伽马系统参数的经验计算公式;在此基础上以可用度为保障约束指标,利用伽马分布的可加性得到备件计算结果;最后在实际算例中,通过与仿真结果的比较表明,此解析算法对于指数单元具有较高精度,对于非指数单元,在可用度较高的情况下亦能满足精度要求。

劣化系统周期预防性维修策略的优化

以长期运行费用率为评估指标,研究了劣化系统的周期预防性维修策略。假定开展的周期预防性维修介于最小维修和完全维修之间,维修间隔期间的故障过程用非齐次泊松过程进行描述,在此基础上采用比例寿命回退模型对预防性维修效果进行建模,给出了最佳预防性维修周期T和预防性维修次数N的计算方法以及参数应当满足的条件,同时结合实际情况给出了(N,T)策略的优化求解算法,最后通过数值算例,验证了所提方法的可行性。

武器系统仿真模型的可信性验证方法研究

武器系统仿真模型的可信性验证是合理地、科学地运用武器系统仿真模型进行系统分析、预测以及辅助决策的关键环节。通过对典型水中兵器仿真模型进行可信性验证,给出了系统仿真模型的可信度在典型水中兵器仿真模型中的具体形式,建立了仿真模型的可信度分域模型。然后利用经典统计分析方法给出了该典型水中兵器仿真模型可信度的点估计及其置信下限,并通过实际试验及仿真模型数据实现了该可信性验证方法,证明了该方法的可行性。

无陀螺捷联惯导系统模型研究

无陀螺捷联惯导系统采用加速度计来解算载体相对惯性系的角速度,从而代替角速度陀螺仪。考虑重力影响,对两种不同配置方式的6加速度计捷联惯导系统建立了载体运动参数解算模型,在此基础上提出了一种12加速度计配置方式,从而利用多传感器的冗余信息对算法进行优化,消除了角速度解算过程中求解微分方程带来的累积误差,提高了角速度解算精度。

无陀螺捷联惯导系统加速度计安装误差研究

刚体的运动包括线运动和角运动,角运动通常用陀螺仪来测量。研究表明可以用加速度计代替陀螺仪来确定刚体的角运动,其关键是选择加速度计的安装位置和方向,即加速度计的配置方式。分析和推导了基于加速度计的无陀螺捷联惯性测量装置的可行条件,对Chen的6加速度计和一种12加速度计配置方式的惯性装置,给出了加速度计安装误差的表达式和试验标定方法并对安装误差进行了补偿。该项研究对中等精度和较低成本惯性技术的发展具有重要的意义。

飞机磁场模型系数的截断奇异值分解法估计

由于飞机磁场模型存在一定的复共线性,很难准确估计模型系数。针对飞机磁场模型系数估计问题,提出基于截断奇异值分解飞机磁场模型系数估计方法。为了提高截断奇异值分解法参数估计的稳定性,提出了加阻尼截断奇异值分解方法。仿真结果说明加阻尼截断奇异值分解方法具有较高的参数估计精度和很高的稳定性,具有工程应有价值。

多级维修供应下不完全串件系统可用度评估

串件拼修能够在同等条件下最大限度提高装备可用度,但在装备组成结构中,并不是所有的项目都能够进行串件。为此,针对不完全串件系统,在多级维修供应模式下,根据串件拼修特点,结合可修复备件多级库存控制理论(multi-echelon theory for recoverable item control,METRIC)理论,建立了系统可用度评估模型,并研究了串件对策下最优备件方案确定流程。通过实验设计,对不同串件对策下装备的可用度进行评估,计算表明串件拼修能够进一步提高装备可用度。利用多级多层次备件库存优化工具(vary METRIC,VMETRIC)平台对模型进行验证,结果表明,本文模型结果与VMETRIC仿真结果非常吻合,证明了本文模型的正确性。

基于DM642的激光水下图像处理系统设计与实现

搭建了一种距离选通激光水下成像系统,分析了水下光电图像的特点,采用DM642数字信号处理芯片为核心设计了数字图像处理系统,给出了利用平台直方图均衡化实现水下图像增强算法原理以及该算法在设计的图像处理系统中的实现方法,并给出了利用该方法对水下25 m和40 m处目标所成图像的处理结果。实验结果表明,利用文中搭建的距离选通水下成像系统和设计的图像处理系统可以有效实现对水下目标的成像探测并能提高目标图像的对比度。

20～1250Hz光纤激光加速度传感系统设计

为了实现高灵敏度、宽频响应的光纤型加速度传感器,以光纤激光器作为加速度传感器的传感元件,建立了光纤激光加速度传感系统,并对该系统的传感原理、灵敏度和谐振频率等性能进行了分析和实验。采用竖直式加速度传感器结构,结构中的传感组件主要由质量块和中空的细钢管组成,光纤激光器受预应力作用后粘接在钢管内部,在加速度作用下,钢管产生的应变引起光纤激光器的应变和折射率发生改变,导致光纤激光器的出射波长随之发生改变,然后使用干涉解调技术检测出波长的动态变化,即可获得波长中包含的加速度振幅和频率信息。实验结果表明,在20~1 250 Hz频段内,竖直式光纤激光加速度传感器的灵敏度约为-126.2 d B[参考值1 rad/(μm/s^2)],频响曲线的波动幅度在±1.9 d B范围内,加速度响应动态范围为77.46~170.26 d B[500 Hz频点,参考值1μm/(s^2·Hz1/2)],加速度分辨率优于0.01 m/s^2。

空气涡轮泵发射系统发射过程仿真分析

为了深入研究空气涡轮泵(ATP)发射系统的工作特点,分别建立了涡轮泵发射系统的主要组件如发射气瓶、发射阀、空气涡轮机、旋转水泵的数学模型,在此基础上,进行了整个ATP发射系统发射过程的仿真计算,并对仿真结果进行了分析。仿真结果表明,所建立的数学模型基本正确。这些模型不仅可用于分析ATP发射系统的工作特性,还可为该系统的总体论证与关键部件的设计提供理论依据。

直角坐标系下的水下被动目标跟踪自适应卡尔曼滤波算法

针对纯方位被动目标跟踪中,直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波器容易发散,导致滤波精度很差的情况,文章中提出了一种直角坐标系下自适应卡尔曼滤波算法,对虚拟噪声进行了估计,动态补偿观测模型的线性化误差,削减系统的观测误差,并对其滤波理论及其算法进行了研究和仿真,结果表明,该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性,优于一般的扩展卡尔曼滤波算法。

兵力协同计划方案智能决策系统研究

以红蓝双方海上编队对抗为背景,以拟制多兵种协同攻击计划方案为目的,基于动态多目标决策和方案优化模型,在传统的作战辅助决策系统技术基础上,将面向分布式人工智能理论技术引入到多兵种协同作战计划智能决策系统实现中,定义了协同作战智能体单元的概念,并给出了该MAS系统的Agent组成,Agent结构,Agent功能分类,系统的运行流程以及系统的构成框架。

不完全维修下的单部件系统视情维修及更换策略

实际装备维修工程中,系统并不总能够通过维修恢复如新,并且修后工作时间和维修时间会随着系统年龄增加而分别呈现缩短和延长趋势。针对这个问题,利用连续时间马尔科夫链理论建立单部件系统在不完全维修条件下的视情维修及更换策略模型。根据马氏过程平稳状态下统计平衡原理得到状态概率方程组,并给出相应的递归求解算法。分别以系统稳态可用度最大、长期运行费用率最低以及规定可用度约束下平均故障前时间最长为目标,确定系统最优检测频率、视情维修阈值和更换策略。最后通过算例说明系统在最优维修及更换策略下达到的性能指标与系统劣化属性和维修能力水平的关系,验证了该模型的可行性。