针对准平稳信号的波达方向估计，提出一种基于Khatri-Rao（KR）积的联合稀疏分解算法。该算法借助KR积将阵列接收数据表示成多个虚拟联合稀疏测量矢量模型，通过求解联合稀疏反问题实现波达方向估计，给出了联合稀疏反问题的唯一性条件，解决了当前稀疏分解方位估计不能处理欠定情况的问题。仿真实验验证了算法的有效性，在低信噪比下获得了更高的分辨率。

为了改进现有的变步长最小均方误差(least mean square, LMS)算法在低信噪比时性能较差的缺陷，提出了一种基于改进的双曲正切函数的变步长LMS算法，从理论分析和仿真实验两方面讨论了引入参数对算法收敛性、跟踪性、稳定性的影响及算法的抗干扰性。理论分析和仿真实验表明该算法在高低信噪比时均具有较快的收敛速度和跟踪速度以及较小的稳态误差和稳态失调，并且在低信噪比时该算法的收敛性、跟踪性、稳态性均优于其他多种变步长算法。

提出了一种基于凸联合的Krylov子空间自适应最小均方（least mean square, LMS）算法。首先采用Krylov子空间变换将未知系统的冲击响应转换为Krylov子空间下的稀疏结构，利用其稀疏特性，将一种改进的比例归一化LMS（improved proportionate normalized LMS, IPNLMS）算法和一种变阶数归一化LMS（variable taplength normalized LMS, VTNLMS）算法进行凸联合，最后通过Krylov子空间反变换得到未知系统冲击响应。仿真结果验证了所提出的凸联合自适应LMS算法具有更快的收敛速度和更小的稳态误差。

研究了基于谱图的伪码调相与线性调频（pseudorandom binary code and linear frequency modulation, PRBC-LFM）复合信号参数估计算法，根据PRBC-LFM信号的谱图特点给出了其伪码参数（子脉冲宽度、脉冲重复周期和伪码重复周期等）和调频参数（载频、调制斜率）的估计方法。结合瞬时频率估计误差理论，分析了谱图窗函数窗长的选择对信号参数估计精度的影响。另外，为了评价该参数估计方法的性能，推导了PRBC-LFM信号参数估计的克拉美罗界。理论分析和仿真实验表明，选择中等长度的窗函数，在信噪比为0~10 dB范围内，该估计方法比较接近克拉美罗界。

采用一维带限Weierstrass分形粗糙海面模拟实际的粗糙海面，运用基于矩量法(method of moment, MOM)结合基尔霍夫近似(Kirchhoff approximation, KA)的混合算法，研究了分形海面与上方需考虑旋转的复杂矩形截面导体柱的复合电磁散射。将不同入射角情形下的混合算法计算结果与传统的MOM结果进行了比对，结果表明该混合算法具有较高的准确性和计算效率。最后,讨论了复合散射系数与粗糙海面参数、目标参数以及入射波参数之间的依赖关系，得到了较完整的复合电磁散射特征。

研究了在波浪作用下，海面角反射器干扰的微动建模及其微多普勒特性仿真问题。以船搭载的角反射器干扰为具体研究对象，根据海上目标耐波性理论，结合海况等级和角反射器载体的水动力系数，建立了在各种海情条件下角反射器摇摆运动仿真模型。根据设定的雷达参数，推导了角反射器随载体的横摇和垂荡运动产生的雷达微多普勒模型。最后，采用时频方法提取了角反射器回波的微多普勒特征，通过仿真实验验证了模型的正确性。

雷达的通道误差会影响杂波抑制效果和参数估计性能。为解决此问题，提出了一种针对机载扫描模式雷达的通道相位误差估计方法。首先对不同接收通道的杂波数据进行干涉处理，然后结合扫描角来求解通道相位误差。为了减小系统噪声影响，提高估计精度，选取主杂波内独立同分布的距离单元作为估计样本。另外，对多个波位的杂波求平均进一步降低了估计误差。机载雷达实测数据处理结果表明，该方法可以较好地补偿通道相位误差，并且可以显著提高系统的目标定位能力。

并行交替采样技术可以有效解决单片模数转换器(analog to digital converter ，ADC)转换速率与量化精度间的矛盾，但是多通道间的失配误差将严重降低系统性能。提出了一种基于子空间投影技术的系统误差估计方法，利用多通道时延对应的频域线性相位矢量与噪声子空间的正交特性实现增益误差以及时基误差的精确估计。该方法迭代次数少，估计精度较高，对噪声以及偏置误差稳健，并且可以同时完成信号重构。仿真数据的处理结果验证了该方法的有效性。

相位解缠是干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)和干涉合成孔径声纳(interferometric synthetic aperture sonar, InSAS)数据处理中极其关键的步骤。针对大块干涉图的解缠效率低下的问题，提出了一种基于最小不连续的分块相位解缠方法。首先根据干涉相位图计算相位质量图，并按照质量阈值将干涉相位图分成高、低质量区域|然后将大块干涉图分成规则小块干涉图，采用带权重的最小不连续相位解缠算法同时对小块干涉图进行相位求解|最后在不同子数据解缠相位块的高、低质量区域之间进行最小不连续优化，求解最终解缠相位，并以并行编程标准OpenMP为基础对分块解缠算法进行了并行化。通过对InSAR和InSAS干涉图的解缠实验验证了分块相位解缠算法的正确性和高效性。

分布式仿真可以很好地解决大规模复杂系统仿真困难等问题，其关键技术在于分布式引擎机制的设计。首先阐述雷达系统仿真模型，然后提出基于消息服务中心和运控中心的分布式调度控制结构，将上层用户接口和底层消息传递服务解耦，灵活性和易操作性更强。接着提出消息驱动控制算法（message passing algorithm, MPA）。系统测试结果表明，引擎结构和MPA适用于集中式和分布式结构，可以实现进程间的消息传递控制。

根据干扰器对抗主动声纳的机理和水声干扰方程，针对干扰器与舰艇目标在同一位置和不在同一位置两种配置，分别提出了干扰器有效干扰压制区域的计算方法，其中第二种配置下包括了声纳波束主瓣对准目标和主瓣对准干扰器这两种情况。以对抗平面阵声纳为例，给出了特定态势下主动声纳波束主瓣和旁瓣受干扰情况下的有效干扰压制区域。仿真结果表明，有效干扰压制区域的大小与噪声干扰器和声纳的性能以及对抗态势等因素有关，声纳波束主瓣受干扰时有效干扰压制区域较大，效果较好。

地面目标过滤是机载预警雷达航迹优化的一个重要内容，可以有效地改善目标航迹质量。针对地面目标过滤问题研究了一种利用道路信息的地面空中目标识别方法。首先给出了一种将目标滤波点迹匹配到路段的快速算法，该匹配算法可以快速选择用来识别目标的路段，然后在目标沿直线道路行驶和沿折线道路转弯行驶两种情况下，设计了相应的基于航迹与道路相似度的识别规则，最后通过仿真实验验证了上述识别规则的可行性和有效性。仿真结果表明，该识别规则能以较高概率识别地面目标以及与道路相似度不大的空中目标。

针对空战中电子战系统和火力打击系统在空域、时域和频域中的最优协同使用，构建了以指控中心为决策主体的软硬杀伤武器协同作战框架。首先建立了软硬杀伤性武器的有效作战使用空域、频域和时域模型，然后结合每一决策时刻的战场实时态势得到当前的协同作战使用的静态可选方案集，再采用以全过程综合作战效能最大作为决策策略的马尔可夫动态决策模型，通过迭代求极值得到全作战过程的软硬杀伤行为最优协同使用方案，最后指控中心将决策结果解释为具体的作战战术参数，完成作战指挥控制。仿真实例说明该方法能根据战场态势的动态变化实时得到软硬杀伤性武器的最优使用方案。

为解决超视距协同空战中的多机协同火力分配问题,首先建立了空战威胁估计和空战优势估计模型，构建了多机协同火力分配的数学模型。其次基于多智能体拍卖算法，提出了一种分布式的多机协同火力分配方法，该方法同时考虑了火力分配的效益和代价，能在较短的时间内给出较为合理的协同火力分配方案，具有计算量小、通信量低、动态性以及实时性好等特点,可应用于解决多机协同火力分配中的资源分配、冲突消解等协作问题。最后，通过仿真实验证明了该方法的合理性和有效性。

为了提高标准协同优化的收敛性并扩展其多目标优化能力，将Pareto多目标遗传算法用于协同优化的系统级优化，提出了一种改进的Pareto多目标协同优化策略（enhanced collaborative optimization using Pareto multi-objective genetic algorithm, ECO-PMGA）。为了保证非劣解集的Pareto最优性与均布性，提出了一种考虑拥挤度的非劣解逐级排序方法。ECO-PMGA采用2-范数形式的学科间一致性约束以提高学科级优化的效率。通过两个典型的优化算例对ECO-PMGA的数值稳定性与搜索Pareto非劣解集的能力进行了检验。研究结果表明，ECO-PMGA的收敛性与数值稳定性得以显著提高，而且ECO-PMGA具有良好的Pareto多目标优化能力。因此，ECO-PMGA在复杂耦合系统的多目标优化设计方面具有较高的实用价值。

综合电子信息系统的体系结构开发涉及多视图产品集成，容易引发视图之间的信息不一致性问题。引入描述逻辑形式系统，对视图中的关键元素进行形式化处理，将体系结构模型转化为描述逻辑知识库，进而借助描述逻辑推理系统，推理判断体系结构产品中存在冲突或矛盾的信息。实验证明，该方法不仅具有完备的形式化理论基础，而且自动化程度高。

装备体系任务建模与仿真是对装备体系进行模型验证和分析的基础。以四元组（目标，装备，活动，关系）为基础，建立了装备体系任务的描述模型，并基于美国国防部体系结构框架（Department of Defense Architecture Framework, DoDAF），提出了基于活动建模的装备体系任务静态模型建模方法和采用IDEF3语言来建立装备体系任务仿真模型的方法以及其具体建模步骤。最后以航母体系的典型任务为例，对上述建模与仿真方法进行应用，证明了所提方法的有效性。

鉴于抢险救灾非战争军事行动应急动员的组织和调度不仅面临多种不确定性因素的影响，还要考虑多救援品的前送、伤病员的后送以及受灾群众的转移等多类需求，建立了一个两阶段多目标随机整数规划模型。以最大化系统的综合满意度期望值且最小化系统的总体期望动员成本，其决策对象包括各类救援品、医疗设施、临时安置场的扩容水平等非情景变量以及每种情景下的运输调度总体预案，并根据模型的结构特点提出了一种基于情景分解的快速求解算法。最后，通过数据实例对所建模型和所提算法的有效性进行了验证。

精细规划是为适应现代突击作战而出现的新概念。首先给出了战术隐身和精细规划的定义|在此基础上通过采用勒让德伪谱法(Legendre pseudospectral method, LPM)，搭建了一套精细规划策略实现框架|建立了战术隐身模型，将其作为一个重要约束融入到精细规划策略中，使所得精细规划方案能有效地发挥战机的战术隐身特性|通过选用CFSQP(c-code feasible sequential quadratic programming)软件包，实现了对大规模非线性规划问题(nonlinear problems, NLP)的解算|最后，仿真实例验证了所搭建的精细规划策略框架是可行的，且能充分发挥战机的战术隐身性能。

合理规划可修备件的配置方案是提高装备维修供应效能的关键，为此，在可修复备件多级库存控制基本理论（multi-echelon theory for recoverable item control， METRIC）的基础上，结合维修参数，建立了任意保障模式下任意结构系统的备件配置优化通用模型。以装备可用度、备件满足率以及保障延误时间为指标，保障费用为约束，采用边际优化算法对模型进行优化计算。通过算例分析了影响备件配置方案的保障性因素，利用多级多层次备件优化工具模型结果进行了验证，证明了该模型的正确性。

研究了具有扇区非线性输入且含有模型不确定和外部干扰的混沌系统的修正函数投影同步问题。基于Lyapunov稳定性理论和滑模变结构控制方法，设计了统一的滑模控制器和自适应更新规则，使得混沌驱动系统和响应系统按照期望的函数尺度因子矩阵实现同步。所设计的控制器不受扇区非线性输入、模型不确定性和外部干扰的影响, 具有很强的鲁棒性。以超混沌系统为例的仿真实验证明了该方法的有效性。

研究了一类含有参数不确定性和未知扰动的线性描述系统的鲁棒H_∞滤波器设计问题。在容许、可观测的假设下，基于描述系统的有界实引理给出了鲁棒H_∞滤波器存在的充分条件。将滤波器存在条件转化为线性矩阵不等式的形式，可以利用线性矩阵不等式方法求解。推导了滤波器参数的等效形式，简化了滤波器系数矩阵的计算过程。最后，通过数值算例说明了所提出的方法的性能。

为减小网络时延给系统控制性能带来的负面影响，把传输网络以及被控对象看作是一个时变的被控系统，用Smith补偿器对时延进行补偿，并用遗忘因子递推最小二乘法对Smith补偿器中的参数进行估计，初步减小网络传输时延给系统带来的影响。将小脑模型控制器与PD控制相结合，组成复合控制器，进一步减小由时延预估误差带给系统的控制偏差，优化系统控制效果。最后，对该控制方法进行仿真实验，结果表明该方法能有效改善系统的控制性能。

立体视觉系统对目标的可见性及测量精度问题直接决定了基于立体视觉的飞行器相对导航的成败及导航精度。从立体视觉系统结构出发，对目标的可见性及测量精度问题进行了研究。分析了目标可见性及系统测量精度的影响因素|推导了相机参数、立体视觉系统结构参数及目标特征位置等因素对视觉盲区、有效视场宽度和目标可分辨性的约束公式|建立了以上各因素对立体视觉系统相对导航测量精度影响的模型公式,并进行了仿真分析。仿真结果可用于飞行器相对导航中立体视觉系统结构的优化设计。

针对航天器姿控系统长期运行期间因执行部件老化或故障引起性能下降的情形，设计了一种基于滑模迭代学习率姿态自主容错抗扰控制方案。采用虚拟控制输入设计了滑模控制器，以确保故障发生后系统能精确跟踪参考运动轨迹|通过李亚普诺夫稳定性分析，设计了新的自适应迭代学习率，根据系统跟踪误差，在线确定控制器参数以应对执行器故障和外部干扰的影响。数值仿真实验表明，该方法可以有效进行故障检测和干扰补偿。

针对低信噪比条件下低密度奇偶校验码〖CD*2〗最小频移键控系统载波同步实现困难的问题，提出了一种新的码辅助载波同步算法。该算法将译码软信息分别运用到基于代价函数的载波粗同步和基于最大似然迭代的载波细同步之中，将同步器、解调器与译码器联合迭代，从而实现较理想的载波同步。理论研究和仿真结果表明，在低信噪比条件下，该算法能够在大频偏、大相偏范围内实现有效的载波同步，并以较低系统复杂度的代价，获得近似理想的系统性能。

节点自身定位是无线传感器网络应用的支撑技术之一。将分治法运用到无线传感器网络节点自身定位问题中，研究了锚节点位置关系对节点定位的影响，设计了基于分治求精的无线传感器网络节点定位算法(divide and conquer and refinement method based localization algorithm, DRBLA)。DRBLA采用先分而治之、再整体求精的思想，根据锚节点位置关系对定位的影响，有效筛选锚节点构成组合分别对未知节点初步定位，随后加权求精得出最终定位结果。DRBLA不需要额外添加硬件，通信量小且容易实现。仿真结果显示，相对于传统基于测距的定位算法，DRBLA具有明显的优越性，尤其是可以利用较少的锚节点取得较高的定位精度。

将随机行走介数引入级联失效模型，提出了基于随机行走介数的级联失效模型，该模型较基于介数的级联失效模型更加符合实际情况。为了研究该模型的特性，针对无标度网络和随机网络，运用仿真方法，将其与基于介数的级联失效模型进行了比较。通过对两组共4个无标度网络模型和两个随机网络模型的仿真，发现基于随机行走介数的级联失效模型的节点介数相对较小，不同节点间介数大小的差距也较小，并分析了得到上述仿真结果的原因。

针对认知无线电系统帧结构设计中，如果数据发送时间设置不当可能导致干扰过大以及从用户接入机会丢失过多的问题。基于主用户活动服从指数分布的假设，推导建立了系统干扰模型和从用户接入机会丢失模型，该模型能以较大概率保证干扰时间及从用户接入丢失时间小于指定百分比值。在此基础上，提出了一个干扰和接入机会丢失受限的认知无线电系统帧长设计方案。实验结果表明，根据该方案设计的帧结构能够有效保证从用户的接入时间、较高的感知效率及较低的干扰率。

在分析目前云数据中心设备能耗和数据访问规律的基础上，创建了云计算数据模型，研究了云计算系统任务调度和数据部署层面的节能机制，提出一种面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法。算法分为数据聚集与节点聚集两个层次，在兼顾系统服务质量的同时，按照节点和数据在不同时段的使用情况有效聚集数据，实现原本随机部署的数据与节点的有序化聚集和重新部署，从而使计算存储节点能够轮流运转，部署于云数据中心各区域的温控设备可以更加精确地实施定点环境温度控制。算法达到既充分利用资源，满足用户的服务需求，同时降低系统的整体能耗的目标。通过仿真实验进行了实验验证和性能分析，结果表明算法能够保障云数据中心的服务质量，提高设备稳定性，达到了“绿色”节能目标。

根据图像小波系数的能量聚集特性，提出了一种基于矩阵填充的小波图像压缩算法。该算法在单层离散小波变换的基础上，分别对图像各高频子带的小波系数进行稀疏采样，然后对少量的采样系数进行熵编码以实现图像压缩。解压缩时，采用奇异值收缩迭代算法完成矩阵填充，从少量的采样系数中恢复出各高频子带，再进行小波反变换重构图像。实验结果表明，该算法实现简单，在编码比特率大于1比特/像素时，具有较好的压缩性能。

为了提高量子免疫克隆算法（quantuminspired immune clone algorithm, QICA）对函数全局寻优的精确性和稳定性，引入了内分泌激素的调节规律，根据当前个体适应度值和上一代种群的平均适应度值重新设计克隆规模，按照种群多样性和Hill函数的上升规律对其进行自适应调整，使进化各代中优秀个体的克隆得到扩增，同时减少不良个体的规模，从而提出了一种基于内分泌激素调节的量子免疫克隆算法（hormone adjustment based QICA, HAQICA）。利用标准测试函数对算法进行了验证，50次随机独立实验结果表明，HAQICA算法的收敛速度与QICA算法相当，最优解的均值与方差等数据，证明了HAQICA算法在提高函数全局寻优性能上的有效性。

相比传统支持向量机，尽管孪生支持向量机具有较快的计算速度，然而不具备结构风险最小化和稀疏性，易产生过拟合现象。针对这一问题，提出了一种具有稀疏性的改进的孪生支持向量回归算法。通过在目标函数中加入正则项将结构风险最小化原则引入到孪生支持向量回归算法中，改善了算法的回归性能|同时选择训练样本的一个子集代替全部的训练样本，使核函数由方阵转变成矩形阵，从而使算法具有稀疏性，有效减少运算时间。仿真结果证明了该算法的有效性。

为用户提供信息传输服务是通信网络存在的意义。在明确通信网络服务可靠性内涵的基础上，依据国际通用标准，以用户的服务需求和用户的感知为中心，从时间可靠性、完整可靠性、正确可靠性3个角度建立了通信网络服务可靠性参数体系，并说明了其中各类参数的定义，解释了各参数间的相互关系。

对于长寿命高可靠产品，采用零失效可靠性验证试验需要大量的时间或者样本。为了缩短试验时间，建立了一种在二项式分布场合下基于性能退化数据的加速退化零失效可靠性验证试验方法。首先从加速退化模型和测量数据估计样品在规定时间内的退化量及其方差，然后在使用方风险和可用试验样本量的约束下，对试验费用进行优化，得到了最优的试验方案，并给出了单个样品停止试验的判定规则。最后通过一个实例证实了该方法能有效地缩短试验时间。灵敏度分析表明，在规定时间内退化量的预估值对试验方案的优化结果影响较大。

提出了一套基于正态分布贝叶斯序贯检验的试验设计方法，为长周期、多指标系统的小子样动态试验次数的确定提供了理论依据。该方法以待检系统的单次抽样检验合格概率为统计观测值，从假设多次抽样后的该观测值序列服从正态分布开始分析，应用正态分布贝叶斯序贯验后加权检验理论对多指标系统的序贯抽样检验过程进行设计，给出了验前信息处理、贝叶斯序贯试验及序贯截尾方案设计、序贯截尾风险增量上界计算、以及系统各指标综合合格概率估算的具体实现方法。系统仿真实验的结果表明，该方法是可行的。

为了解决Petri网对复杂软件系统进行形式化验证时在安全性描述、自动化程度和验证效率方面存在的不足，提出一种软件安全Petri网。扩展了库所定义，提出了安全距离及其计算方法，以增强Petri网对软件安全性的描述能力。设计了自动划分子网结合库所安全定级的递归算法，仅对与被验证需求性质相关的划分子模型进行验证以提高验证效率，同时实现库所的安全定级。设计并实现了软件安全性需求自动化建模和验证工具原型，最后给出了在典型安全关键软件——机载除冰软件系统上的应用以说明方法和工具原型的有效性。