扰动线运动对惯性系粗对准影响分析及优化方法

针对扰动线运动对惯性系粗对准精度影响较大的问题,通过分析惯性体坐标系下重力加速度积分矢量的物理含义,给出了受扰动线运动影响的惯性系粗对准的误差分析。并在此基础上提出了基于位移积分矢量构造定姿矢量矩阵的抗扰动粗对准算法,利用对速度积分矢量进一步积分得到的3个时间点的位移积分矢量构建姿态解算矩阵,抑制扰动线运动对粗对准精度的影响。仿真结果表明,该算法可有效减小扰动线运动影响下的对准结果振动幅值,能够快速收敛到满足精对准使用的精度范围,从而提高武器装备环境适应性。

武器火控系统故障预测技术研究

基于有效监测武器火控系统设备故障状态以及故障发展趋势,实现对火控设备事先维修的目的,建立了武器火控系统的故障预测模型。建立最小二乘支持向量机(Least Squares Vector machine,LS-SVM)预测模型,结合粒子群算法和遗传算法优化LS-SVM参数;将LS-SVM和隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)相结合,设计了武器火控系统故障预测LSSVM-HMM算法。通过搭建测试系统,以武器火控系统机箱内的模块为应用对象进行仿真计算,结果表明上述方法有效可行,该模型不仅预测精度高,而且预测时间缩短了30%以上,为制定维修保障决策提供了便利。

粗糙集和支持向量机在舰载火控系统故障诊断中的应用

为了提高传统故障诊断算法的计算速度和分类效率,结合粗糙集理论和支持向量机理论,提出了一种舰载火控系统故障诊断方法。该方法结合粗糙集能够处理不精确、不完整信息的特点与支持向量机在解决小样本、非线性和高维模式识别中的优势,首先对粗糙集属性约简后的舰载火控系统样本数据进行降维处理,然后基于支持向量机的故障样本数据的最优判别函数对原始样本数据进行分类,最后输出舰载火控系统故障诊断结果和数据分类精度。该方法不仅有效减少了故障诊断的时间,还显著提高了系统故障诊断的分类精度。

基于DS算法的混胺燃料近红外光谱分析模型传递

对混胺燃料的近红外光谱分析模型的传递方法进行研究。采用K/S(Kennard/Stone)算法选择转换集样品,采用直接校正(Direct Standardization,DS)算法对从仪器采集的光谱进行校正。通过光谱平均差异(ARMS)比较奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)算法和偏最小二乘法(Partial Least Squares,PLS)对光谱校正的效果。当PLS算法的最佳主因子数为3时,DS-PLS算法的光谱校正率可达到97.5%,优于DS-SVD算法。混胺样品的分析模型经过DS-PLS算法传递后,对从仪器的混胺样品各项指标的预测标准偏差(SEP)明显好于传递前,与主仪器预测效果接近,说明采用K/S算法选择合适的转换集样品后,通过DS-PLS模型传递算法可有效降低仪器间的光谱差异,实现近红外光谱分析模型在各台光谱仪之间共享。

一种无卫星辅助的制导弹药滚转角误差修正算法

针对海军舰载制导弹药MEMS惯导系统在卫星失锁后滚转角误差较大的问题,提出了一种不依赖卫星的制导弹药误差修正算法。根据弹体高速旋转时的定轴性使得短期内弹体侧向位移为零的特点,建立了弹体发射坐标系导航误差方程。利用自适应扩展Kalman滤波估计与修正卫星失效条件下的滚转角误差。为了检测并抑制量测突变引起的随机误差,使用自适应因子来调整滤波器参数。车载模拟试验和弹道仿真结果表明,10s对准时间内,滚转角误差能够收敛到0.5°以内,满足制导弹药控制精度的要求,降低了制导弹药飞行过程中对卫星导航的依赖,提高了系统的自主性。

适应于极区的惯导系统传递对准技术研究

针对飞机、舰艇全球航行的需求,以及由地球经线在极区收敛而导致的以真北向作为航向参考时的导航算法失效问题,在传统的“速度+姿态”匹配对准及修正算法的基础上,提出了格网导航系下的“速度+姿态”传递对准方法。基于格网导航系下惯性导航算法的编排,建立了格网坐标系的惯导误差模型,推导了格网导航系“速度+姿态”匹配的量测方程,利用卡尔曼滤波器对子惯导的速度、失准角、陀螺漂移、加速度计零偏、主子惯导间的安装误差角等进行了估计与修正。数学仿真及基于极区航行试验数据的半实物仿真结果表明,采用本文提出的格网导航系下的“速度+姿态”匹配传递对准算法,可实现中低精度惯导系统在高纬度地区时间为30s、水平对准精度优于1′、方位对准精度优于6′的快速、高精度对准。

优化NARX神经网络重力仪稳定平台模型辨识方法

针对重力仪稳定平台非线性因素多,且实验条件限制,通过传统的模型辨识方法难以建立平台的精确模型的问题,提出了一种基于优化带外输入的非线性自回归模型(Nonlinear Auto Regressive Models with Exogenous Inputs,NARX)的神经网络模型辨识的方法对重力仪稳定平台进行精确建模,从而提高模型与实际系统的一致性,为PID参数整定方法应用于工程奠定基础。通过实验建模及验证的结果表明:该方法相比较于传统方法建模精度提高7倍~23倍左右,模型精度提高一个数量级,且方法简单,应用范围更广。

冲压发动机巡航控制系统建模与仿真

为了实现冲压发动机全空域飞行范围内性能优化,针对冲压发动机-导弹的一体化飞行控制进行研究,利用小偏差线性化理论建立导弹巡航控制系统模型。并在此基础上通过开展系统频域稳定性分析,进行控制器设计和试验验证。试验结果表明控制系统建模、设计与分析方法的正确性和合理性,此类以控制系统主导特性为基础而开展的建模分析方法,可以有效提高系统的响应速度以及稳态精度,同时使系统具有较强的鲁棒稳定性,为后续冲压发动机推力控制和导弹弹道优化问题提供参考。