系统工程与电子技术

庞晓娇, 赵永波, 曹成虎, 徐保庆, 陈胜

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2669-2674. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.01

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传统的后多普勒自适应处理方法,如果仅仅选用一个多普勒通道的输出数据进行空域滤波时,虽然对旁瓣杂波的抑制接近最优,但是对主瓣杂波抑制性能较差。针对以上问题,提出了基于时域自适应有限长单位冲激响应(finite impulse response, FIR)滤波的空时处理方法。该方法先设计一组自适应FIR滤波器,利用这组自适应FIR滤波器对雷达回波数据进行时域FIR滤波,然后分别对同一多普勒通道的输出数据进行空域自适应处理。仿真结果表明,该方法的杂波抑制性能优于1DT方法,而且该方法在天线阵元存在一定的随机幅度和相位误差情况下,杂波抑制性能损失不大。

传统特征和深度特征融合的红外空中目标跟踪

胡阳光, 肖明清, 张凯, 王晓柱, 段耀泽

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2675-2683. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.02

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新型红外诱饵的出现,对传统红外成像空空导弹作战效能的发挥造成了严峻挑战。近年来深度学习研究进展迅速,有力促进了目标跟踪领域的发展。以多域学习网络框架为基础,引入传统特征长宽比和均值对比度,将深度特征与传统特征融合在一个跟踪框架中,解决了单一特征在目标跟踪中无法有效对抗面源等复杂干扰的问题。为了评估算法性能,分别在仿真序列和实拍图像序列上进行了测试。实验结果表明,所提出算法的跟踪精度和鲁棒性优于目前经典的跟踪算法,是一种具有较强适应性的红外空中目标跟踪方法。

基于时空频特征融合的距离-速度复合欺骗干扰识别技术研究

杨林, 张翔宇, 李林, 王国宏

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2684-2691. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.03

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针对距离-速度复合欺骗干扰信号形式复杂及识别难度大的特点,提出了一种基于时空频特征融合的距离-速度复合欺骗干扰识别算法。首先,分析真实目标和虚假目标在空域、频域和时域的特征差异;然后,针对真假目标在不同域的特征区别,分别提取回波点迹的空域特征和频域特征;最后,将提取的空域及频域特征在时域进行融合,采用先积累后判别和基于二进制检测两种特征融合方法,利用时空频融合特征对距离-速度复合欺骗干扰进行判决。仿真结果表明,该算法能够对距离-速度复合欺骗干扰进行有效的识别。

稀疏表示中稀疏系数的 l-1 范数的特性分析

宗静静, 邱天爽

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2692-2696. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.04

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稀疏表示模型被广泛应用于计算机视觉和模式识别领域,该数学模型中参数稀疏系数的 l-1 范数作为图像块的活跃度度量(activity level measurement,ALM)特征被成功应用于稀疏表示图像融合领域,但该参数的物理意义至今没有明确的解释。以此问题为出发点,首先,从广义的角度出发,将图像块的稀疏系数向量的 l-1 范数定义为奇异度;其次,在理论上定性说明了该定义的合理性;第三,通过实验,以图形化方式侧面展示了该参数的物理意义。理论与实验分析结果表明:信号向量的稀疏系数可看作该向量在字典基函数下的投影坐标,稀疏系数的 l-1 范数可用来描述信号的奇异性特征。

基于探测区域搜索的TOA量测数据关联

欧阳成, 徐敏, 顾杰

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2697-2702. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.05

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到达时间(time of arrival,TOA)量测数据关联是多发单收非协同探测系统中的关键技术之一。针对传统算法中由于需要排列组合导致运算量大的问题,提出一种基于探测区域搜索的TOA量测数据关联算法。首先通过方位搜索,得到多条TOA曲线的离散采样点,然后通过对离散曲线进行扩散叠加,可将量测数据关联问题转化为二维平面的峰值检测问题。仿真实验表明,所提算法在几乎不影响关联正确率的前提下,能够有效提高运算效率,具有良好的工程应用前景。

多径效应对航向信标系统电磁环境影响分析

朱峰, 翁文雯, 谢雨轩, 杨晓嘉, 叶家全

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2703-2709. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.06

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着陆导航是飞行安全中的重要一环,随着机场周边建筑物的密集化,由机场跑道周围地形地物产生的多径效应将影响导航信息的准确性。从天线辐射场型的角度,基于二元天线阵对航向信标天线建模,得到理想天线辐射场型;以建筑物反射为例,结合天线镜像原理得到多径效应下的天线辐射场型。仿真对比结果表明建筑物多径效应造成了航向信号方向性变差,幅值发生剧烈跳变。基于航向信标系统高级仿真(advanced trainer on localizer, ATOLL)分别进行进近飞行与圆弧飞行的信号校验仿真,分析多径效应对航道调制深度差值及航道信号覆盖范围的影响,找出某新建机场存在航向信号不稳的原因。

适用于BOC任意调制阶数的无模糊捕获算法

井儒东, 王剑, 刘瑞华, 戚涵天

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2710-2716. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.07

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通过研究二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)自相关函数的特点,提出了一种适用于BOC任意调制阶数的无模糊捕获算法。将BOC自相关函数进行翻转、截取、相叠加,构造出一种新的相关函数,与原自相关函数的绝对值相加后,可以完全消除副峰。理论分析和仿真实验结果表明,该算法对任意调制阶数的BOC信号均适用;通过对比新算法与其他算法在不同BOC调制阶数之间的检测性能,在相同载噪比下,新算法的检测概率更高;算法的复杂度低,并且不会随着调制阶数的升高而增大;捕获结果保持了较窄的主峰宽度;鉴相输出不会造成误锁现象,能够准确跟踪信号。

基于中国余数定理的目标距离估计算法

曹成虎, 赵永波, 庞晓娇, 徐保庆, 陈胜

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2717-2722. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.08

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为了提高目标检测性能,脉冲多普勒(pulsed Doppler, PD)雷达常常采用高脉冲重复频率(pulsed repetition frequency, PRF)信号,以便在信号频域获得比较宽的无杂波区,但高的PRF往往引起目标的距离模糊。现有的解距离模糊算法大都面临计算量大的问题,该文紧密结合PD雷达体制的特点,在基于PD雷达参差重频模式下,提出一种最优余数的封闭式鲁棒中国余数定理(closed-form robust Chinese remainder theorem, CFRCRT)目标距离估计方法。该方法不仅可以在视在距离有误差的情况下精准地重构目标真实距离,而且具有封闭式的解析解,大大减小了运算量。理论分析和仿真实验都表明该文提出的方法在精度和实时性能上都具有一定的优越性。

雷达舰船目标HRRP成像视角参数估计

魏存伟, 段发阶, 刘先康, 任杰, 罗军, 鉴福升

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2723-2729. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.09

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针对雷达舰船目标一维距离像敏感于姿态角,分析了成像视角对船长估计精度的影响,提出一种舰船成一维距离像视角参数估计方法,首先建立雷达舰船运动模型,对雷达跟踪数据预处理,并估计出目标的运动状态和航速,通过稳健回归估计方法进行二次曲线拟和,估计出舰船目标成像视角参数,通过本文方法估计的视角参数可用于基于高分辨距离像的舰船目标识别和船长估计中。经实测数据验证表明,估计出的视角平均误差小于5°,本文方法易于实践,具有较高的工程应用价值。

基于Hough变换的雷达密集转发干扰抑制算法

高霞, 全英汇, 阮锋, 陈侠达, 李亚超, 邢孟道

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2730-2737. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.10

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雷达密集转发干扰与目标回波相关性极高,对雷达产生欺骗和压制作用,使目标检测面临巨大困难。针对这一问题,提出了一种新的基于Hough变换的雷达密集转发干扰抑制算法。首先通过Hough变换将雷达回波脉冲压缩后的数据映射到参数空间,采取二值投票方式进行非相干积累并提取峰值抑制干扰。随后,根据Hough变换中点与线的对偶性,通过逆Hough变换和最小二乘法恢复出目标运动轨迹。进一步地,对恢复出的目标信号进行动目标检测,估计目标参数,实现了干扰环境下的雷达目标检测。仿真实验和实测数据处理验证了所提算法的有效性和实用性。

基于恒虚警率的反卷积波束锐化方法

王中宝, 尹奎英

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2738-2746. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.11

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为了解决机场场面监视雷达(airport surface movement radar,ASMR)方位分辨率低的问题,在分析传统反卷积波束锐化方法局限性的基础上,提出了一种基于恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)的反卷积波束锐化方法。该方法采用CFAR处理自适应地调整反卷积处理的门限,避免迭代求解过程在低噪区域进行无效处理,在保证重点目标区域锐化效果的同时能抑制虚假小目标的发生,可有效降低AMSR系统的虚警率。计算机仿真分析及实测数据处理表明,本方法很好地解决了传统反卷积方法对噪声敏感的问题,具有重要的工程应用价值。

基于二维能量检测的舰船SAR图像阈值分割

邱洪彬, 王雪梅, 许哲, 张钧, 宿常鹏

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2747-2753. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.12

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鉴于传统阈值分割算法过于依赖背景杂波分布模型,以及在抗噪性、鲁棒性等方面的不足,文章通过改进传统能量检测算法的局部信杂比模型,提出了基于 λ检测的算法,解决了阈值不能自适应选择的问题。并针对图像存在大量相干斑及拖影时,算法处理能力不足的问题,考虑邻域像素均值 μ 将其拓展到二维,提出了基于二维能量检测的阈值分割法。最后,通过引入域内一致性、域间差异性和形状复杂度3个指标,与目前流行的最大熵阈值法以及改进的二维最大类间差法做对比实验,结果证明了本文算法简单有效。

系统组合选择方法及典型军事应用

豆亚杰, 徐向前, 周哲轩, 夏博远, 杨克巍

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2754-2762. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.13

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联合作战与体系对抗是现代战争的重要发展趋势,在体系作战中武器投产、配置以及使用对战局的胜败至关重要。系统组合选择是从“系统”角度对待投产武器系统、待配置武器系统以及列装武器系统进行选择,力求找到能发挥最大军事价值的系统组合方案。首先，介绍了系统组合选择的概念以及主要问题,细致分析了系统组合选择问题的核心元素,明确了系统组合选择的流程;然后,论述了武器系统组合选择问题中所涉及到的军事特征和问题的本质,介绍了解决此类问题的技术方法,并给出一个方法应用示例;此外,探讨了军事领域组合选择的应用与发展;最后,分析和论述了未来武器装备组合选择面临的挑战。

基于改进两步裁定法的内埋空空导弹作战效能评估

徐洋, 伍友利, 黄晨, 刘同鑫

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2763-2771. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.14

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针对内埋空空导弹的作战效能评估问题,本文通过将编队方式、态势信息以及目标分配模型融入到传统多步裁定法中,提出了一种更加完善的两步裁定法用以评估内埋空空导弹作战效能。通过分析战场实际情况,分别从方位角和进入角的角度建立优势函数,并引入串联系统构建载机角度优势函数。根据作战高度对导弹攻击区远界的影响,构建了空空导弹优势函数;结合高度优势函数,将上述3种优势函数聚合为空战优势函数,并依此建立了先敌发射概率模型、导弹毁伤概率模型和综合威胁指数模型,从而完成目标分配。仿真结果表明,改进算法的评估结果与客观态势一致性较强,可为研究内埋空空导弹的作战效能提供理论参考。

作战系统运用效能评估的线性系统响应分析法

毛腾蛟, 张东戈, 梁雪峰, 沈虹阳, 牛彦杰

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2772-2779. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.15

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传统作战系统效能分析大多基于统计和仿真分析的方法开展,无法细致刻画实际作战中人员操作运用所造成的影响以及系统内各属性要素之间的因果关系影响。从方法学研究的角度看,作战系统的运用效能是系统装备、人和环境综合作用的结果,需要一种解析化的分析方法。通过刻画作战系统的内部相互关系、人员对系统的操作,构建了线性响应系统关系模型,从而实现对作战系统运用效能的解析化评估。设计了一个示例,运用所提出的分析方法,分析了系统鲁棒性,得到了在系统关键属性上的操作对作战效能的量化影响,说明和检验了所提方法的有效性和合理性。

基于改进烟花算法的空战指挥引导对策生成

余敏建, 游航航, 韩其松, 杨海燕, 高阳阳

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2780-2788. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.16

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针对新型空战条件下指挥引导对策生成问题,提出了一种基于改进烟花算法的指挥引导对策生成方法。首先分析了现有模型的不足,在综合考虑角度、距离、速度、高度态势以及战机性能的基础上,构建并加入支援保障因素模型,构造指挥引导对策生成综合指标函数;其次针对传统自适应烟花算法在收敛精度和速度方面的不足,将轮盘赌选择、维度方差、禁忌搜索思想用于改进其中的变异算子和选择算子;最后针对改进的模型和算法进行了仿真分析。仿真结果表明,改进的模型更加符合实际,算法的收敛精度、收敛速度更优,对于解决空战指挥引导对策生成问题具有更好的效果。

基于效能仿真的舰艇综合防御鱼雷作战决策优化

张磊潇, 胡伟文, 孙慧玲

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2789-2795. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.17

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采用深弹拦截与机动规避综合防御声自导鱼雷,是舰艇水下防御的一种新型作战样式。为了给装备指控自动化和训战法决策提供参考,采用蒙特卡罗方法对该作战过程进行了数字仿真,得到了规避概率、拦截概率和生存概率等3个作战效能指标的估计值。通过效能分析提出舰艇如何机动以获取有利深弹发射态势这一问题,分析影响因素及约束条件并建立了决策优化模型;采用遗传算法并以示例形式求解优化模型,由散点拟合得到了舰艇机动路线。针对不同鱼雷报警位置条件下的防御态势,分析比较了舰艇机动对舰艇生存概率的优化效果。

基于任务的装备器材非稳态需求预测

杨帆, 王铁宁, 吴龙涛, 于双双

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2796-2801. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.18

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基于任务的装备器材具有非稳态、小样本等特征,针对其需求难以准确预测的问题,提出非稳态区间划分和支持向量回归(support vector regression, SVR)的预测方法。首先根据非稳态度量函数将需求序列划分为稳态子区间,然后对各子区间采用SVR进行预测,同时针对基于径向基函数(radial basis function, RBF)核函数的SVR对参数的敏感性问题,采用布谷鸟搜索算法(cuckoo search, CS)对SVR参数进行寻优,最后将各区间的预测结果进行加权求和得到最终预测结果。算例对比分析表明,该方法能够一定程度上降低数据非稳态影响,提高任务器材需求预测准确率。

基于消耗波动性聚类的航材分类研究

薛永亮, 陈振林

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2802-2806. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.19

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针对难以依据航材消耗数据进行分类的问题,建立基于消耗波动性聚类分析的分类模型。基于消耗序列波动性将航材转化为二维图,因该机型服役时间较短,航材样本数量较小,选用无监督分类算法聚类分析对航材分类。针对传统聚类算法的局限性,提出层次划分聚类算法,并使用“容距比”参数为初始中心选择良好环境。仿真结果显示层次划分聚类算法更加稳定高效,同时表明该模型能有效进行航材分类。

载人航天空间应用利益相关者系统动力学模型

柳玉鹏, 杨宇涛, 闫相斌, 田耀丽, 李一军

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2807-2819. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.20

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在界定了利益相关者的基础上,分别从载人航天空间应用研发阶段和应用阶段出发构建利益相关者因果关系图,并联立建立总体因果关系图,继而构建利益相关者的系统动力学模型。基于该模型运用计算机建模工具Vensim软件进行系统仿真,并就空间应用效益进行敏感度分析,探讨了输出结果。同时,依据利益相关者在载人航天空间应用系统中的影响程度进行了科学排序。在系统中,对载人航天空间应用效益影响由大到小排序依次是用户、载人航天主管部门、政府主管部门、技术人员、竞争对手、合作者、上游供应商、行业组织、大众传媒力度和社会大众。

基于改进符号距离的犹豫模糊前景理论决策方法

李贺, 江登英

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2820-2826. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.21

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针对犹豫模糊元中人为添加元素影响决策结果的问题,提出一种基于改进符号距离的犹豫模糊前景理论决策方法。首先,根据正负理想点、犹豫模糊元中元素之间的方差以及元素个数定义一种新的符号距离,并证明了改进的符号距离满足符号距离的基本性质。其次,基于改进的符号距离提出犹豫模糊前景价值函数,并通过收益损失函数计算出各方案的收益损失比,确定备选方案的优劣顺序。最后,通过应用算例验证了本文所提出方法的可行性和有效性。该方法既避免了人为添加元素对决策结果的影响,又合理反映了决策者的分歧程度,还考虑了人们面临得失时的心理行为,决策结果更符合实际。

基于MSCMG的复合补偿控制提高图像配准方法

舒适, 房建成, 张伟, 刘刚, 钱勇, 张健, 崔培玲

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2827-2834. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.22

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针对星上相机运动干扰影响遥感卫星图像配准精度控制难题,研究基于磁浮控制力矩陀螺(magnetically suspended control moment gyros, MSCMG)的复合补偿控制提高图像配准精度的方法。以基于MSCMG作为执行机构,采用姿态反馈补偿控制方法,避免复杂的控制系统前馈补偿及其自身干扰,姿态稳定精度达到5.8×10-5(°)/s。在此基础上,提出了MSCMG姿态补偿控制与相机运动补偿算法一体化的复合补偿控制方法。仿真结果表明:采用一体化复合补偿控制,跟踪相机步进角精度由补偿前的6 μrad提高到补偿后的0.36 μrad,提高了一个数量级以上;扫描角精度由补偿前的0.6 μrad提高到补偿后的0.45 μrad;显著提高了相机光轴指向的稳定性;研究结果可为甚高精度遥感卫星高精度图像配准设计提供参考。

基于新型学习观测器的卫星执行机构故障重构

贾庆贤, 张承玺, 李化义, 张迎春

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2835-2841. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.23

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针对在轨微小卫星出现执行机构故障的情况,提出了一种基于非线性学习观测器(nonlinear learning observer, NLO)的卫星姿控执行机构故障重构方法。文中结合迭代学习算法和递推学习算法,设计了一种新型自适应学习算法,该算法应用前一时刻和当前时刻的姿态敏感器测量输出误差在线更新故障重构信号,使得所提NLO在估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,能够快速精确在线重构卫星姿控执行机构故障。进一步给出了所提NLO的稳定性条件,并结合线性矩阵不等式技术给出了NLO增益矩阵的详细设计方法。最后,将所提方法应用于微小卫星姿控推力器故障重构,仿真结果验证了所提方法的有效性。

载人飞船月地返回轨道优化设计与特性分析

陆林, 杨路易, 李海阳, 刘将辉

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2842-2848. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.24

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针对载人飞船月地返回飞行任务,提出一种基于双重优化算法的两层串行求解策略。轨道初步设计阶段,在改进的双二体模型下采用差分进化算法与序列二次规划算法相互补的双重优化算法进行轨道初值的求解。高精度修正阶段,在高精度模型下利用序列二次规划算法修正了初步设计的结果。仿真算例的结果验证了该策略的有效性和可行性,并显示出求解精度高、收敛性好的特点。最后,利用该方法进行了大量的仿真计算,对月地返回轨道可达域、速度增量等轨道特性展开了分析。

数据丢包的参数不确定下无人机滚动时域估计

赵国荣, 刘伯彦, 高超

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2849-2854. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.25

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针对网络中通信链路中断及系统参数不确定现象,研究了数据包丢失的参数不确定无人机系统状态估计问题,基于滚动时域估计理论和随机最小二乘理论,提出了一种分布式滚动时域估计算法。对于数据包丢失和参数不确定问题,采用已知概率的马尔可夫序列和系统矩阵扰动噪声进行建模。仿真结果表明,该算法的估计效果优于一种新的卡尔曼滤波算法。最后,研究分析了系统压缩量、数据包接收概率和时窗长度对所提算法估计性能的影响。在系统不确定性和丢包概率未知的情况下,适当增加时窗长度可以提高算法估计性能。

大排量水下滑翔机建模与扰动抑制方法

郭亭亭, 宋大雷, 李娟, 臧文川

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2855-2863. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.26

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目前已有的动力学模型无法准确描述大排量滑翔机的动力学特征,而常规控制器针对滑翔机大时滞强耦合系统控制效果并不理想。针对上述问题,综合考虑浮力驱动机构中内外油囊的质量和质心位置矢量变化,建立了大排量滑翔机的双质点变质量变位置矢量模型。在建模的基础上,通过考虑扰动和实际工作特性,对滑翔机俯仰角和速度回路进行了比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器和抗扰控制算法设计对比实验。结果表明,自抗扰控制器控制精度更高、响应速度更快、超调更小,滑翔机灵活性更高、续航更长。而且,由于自抗扰控制器的抑制内外扰动能力更强,更适合复杂海洋环境下的运动控制。

机载战术网多信道S-ALOHA协议设计与分析

郑博, 李勇, 程伟, 赵玮

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2864-2871. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.27

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针对机载战术网(airborne tactical network, ATN)高动态、大尺度、节点稀疏分布、通信业务多样等特征,以及高可靠、低时延的信息传输需求,提出一种新的多信道时隙ALOHA(multi-channel slotted-ALOHA, MC-S-ALOHA) 协议。该协议采用一种基于活跃节点数量的退避机制,其竞争窗口的大小随网络中活跃节点数量的变化而自适应动态调整。针对提出的协议,通过对网络中忙碌信道数量和活跃节点数量建立二维马尔可夫链模型、对节点发送缓冲区建立一维马尔可夫链模型,理论推导了网络吞吐量、分组端到端时延和分组成功传输概率的数学表达式。仿真结果验证了理论推导的准确性,并表明该协议能够有效满足ATN的性能需求。

基于几何统计的无人机信道模型及硬件模拟

毛开, 杨志强, 陆智俊, 朱秋明, 宋茂忠

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2872-2878. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.28

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针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)通信信号三维空间传播特点,提出了基于多圆柱体的非平稳几何统计模型(geometry-based stochastic channel model, GSCM),该模型通过引入天线位置变换矩阵,可支持UAV〖JP2〗和地面移动端(mobile terminal,MT)任意三维移动轨迹。在此基础上,构建了适合硬件模拟实现的离散化模型,并设计实现了模拟时变信道特性的随机簇生灭算法,以及基于线性调频叠加原理的非平稳衰落模拟方法。硬件实测结果表明,本文信道模拟器输出的衰落幅值分布、时延功率谱和多普勒功率谱等统计特性与理论结果比较吻合,有效复现了信道时变衰落、多径时延、多径功率和多普勒频率随着UAV的位置和速度变化而变化的过程。

基于李雅普洛夫优化的TRAN-SWIPT能效安全传输方案

朱江, 汪智豪

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2879-2884. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.29

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针对无线通信能量受限设备安全问题,提出了采用时间反演和人工噪声的无线协能传输方案(time-inversion and artificial noise simultaneous wireless information and power transmission ,TRAN-SWIPT),来提高能量受限无线供电网络的保密性能。该方案在多天线源处应用时间反演(time reversal,TR)技术,利用TR技术的空时聚焦性,使得无线信号聚焦到目的地,增大无线能量收集;此外,在能量受限的目的地采用能量收集和自干扰人工噪声操作,以延长设备使用寿命以及混淆窃听者;最后,通过李雅普洛夫(Lyapunov)算法优化时间分配因子、发送端发送功率和自干扰人工噪声发送功率使保密速率达到最大。通过理论分析与仿真证明了所提方案的能效性与保密性。

改进时频脊线的跳频参数盲估计算法

张盛魁, 姚志成, 何岷, 范志良, 杨剑

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2885-2890. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.30

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为解决基于时频脊线的跳频参数估计算法在信噪比低于-5 dB时估计误差较大且存在定频干扰时方法失效的问题,提出了该算法的改进算法。在短时傅里叶变换(short time Fourier transform, STFT)的基础上,利用迭代去噪法对原时频图进行去噪处理,根据跳频信号与定频干扰驻留时间的不同,采用k-means算法对其进行聚类,消除定频干扰并提取其时频脊线,利用Haar小波对提取到的时频脊线进行奇异点检测,并估计出跳频信号的跳频周期、起跳时间和跳频频率。仿真结果表明,所提算法在信噪比低于-5 dB且存在较强定频干扰的情况下,仍能对跳频参数进行正确估计,且优于原有算法。

基于二分图最优匹配的虚拟网络映射算法

韩晓阳, 孟相如, 康巧燕, 苏玉泽

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2891-2898. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.31

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针对现有虚拟网络映射存在开销较大、资源利用不够合理的问题,提出了一种基于二分图最优匹配的虚拟网络映射算法。首先以虚拟节点和物理节点为顶点构建二分图,将节点映射问题转化为二分图最优匹配问题;其次将节点资源评价最高的物理节点与节点需求评价最高的虚拟节点优先匹配,并利用Kuhn-Munkres算法求解二分图最优匹配,依据匹配结果进行节点映射;最后利用 k-最短路径算法实现链路映射。实验表明,与以往的映射算法相比,提出的映射算法在保持较高映射成功率的同时,提高了长期收益开销比,且资源利用更加合理。

考虑单元互测的测试性指标分配方法

谢皓宇, 邱静, 杨鹏

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2899-2904. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.32

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测试性分配是将系统级测试性指标按照一定规则分配给各组成单元的过程。针对现有主流测试性分配方法未考虑单元之间的互测情形,导致分配结果不合理,尤其是部分单元分配指标虚高,难以实现或代价过高等问题,提出了在综合考虑单元故障率、故障危害度等多重影响因素基础上,进一步考虑单元互测因素的测试性指标分配方法。首先实施考虑多重影响因素的指标初次分配;然后基于单元测试性初步设计结果,实施测试性建模与分析,得到单元自检故障率与他检故障率;再利用这两个数据以及初次分配结果构造分配函数实施再次分配,进而得到最终的分配结果;最后应用该方法进行仿真和实例运算,证明了该方法的有效性和先进性。

融合多源先验信息的舰船备件可靠性评估

邵松世, 刘海涛, 张志华

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2905-2910. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.33

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舰船工作环境常导致备件的实际可靠性规律与设计参数不一致。在实际使用消耗量较小的条件下,全面分析备件可靠性信息来源,通过定义似然权重系数,融合多源先验信息,建立指数型备件可靠性的贝叶斯评估方法。最后,通过仿真分析验证方法的合理性。结果表明,所提出的基于似然权重的先验信息融合方法可以较好地融合不同信息源的可靠性信息,估计方法具有较好的稳定性。

基于双响应曲面的精密产品子集模拟可靠稳健优化设计

吴佳伟, 宋华明, 万良琪, 黄甫, 杨加猛

系统工程与电子技术. 2019, 41(12): 2911-2918. doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2019.12.34

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针对不确定性场景下小失效概率的精密产品可靠性问题,提出了基于双响应曲面法(dual response surface methodology,DRSM)与子集模拟的可靠稳健优化方法。首先,建立精密产品多失效模式极限状态的RSM模型和以质量特性均值-方差为优化目标的功能函数DRSM模型。其次,在此基础上运用子集模拟法进行可靠性分析,将精密产品小失效概率描述成一系列较大的条件失效概率之积。最后,将极值事件的优化问题视作稀有事件的可靠性问题的特例,基于该转换思想采用子集模拟法将优化问题在可靠性问题的框架内进行求解。案例分析及验证结果表明所提方法的有效性。

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