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  • 2020年第21卷第1期文章目次
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    • 装备的作战完整性初探

      2020, 21(1):1-8.

      摘要 (2433) HTML (0) PDF 8.07 M (1038) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统装备通用质量特性如可靠性、维修性等均是从不同侧面反映装备的某一方面的质量特性。从装备完成作战任务的角度出发,提出了装备作战完整性——装备在作战使用过程中,在要求的耐久性、保障性、安全性、装备能力、生存力和修复性水平下,装备保持完好(或可以正常使用)及功能未受到削弱的属性,并以此表征装备在作战使用过程中的综合质量特性。装备作战完整性与作战适用性、作战效能一起构成了装备的3个基本属性,分别反映了装备在作战使用过程中是否“能用”“适用”“管用”的程度。进而对装备作战完整性内涵与表征方法进行了探讨,特别是对装备耐久性、生存力与修复性的概念、度量方法进行了较为仔细的阐述,并提出了装备承载能力负荷干涉模型进行描述装备由于能力不足而引起的失效概率问题。

    • 平均差分进化算法在等效系统拟配中的应用

      2020, 21(1):9-14.

      摘要 (1496) HTML (0) PDF 3.96 M (1247) 评论 (0) 收藏

      摘要:等效系统方法是评价飞机飞行品质的重要方法之一,最小二乘法和极大似然法在等效系统拟配中应用较为广泛,但是二者在使用时对初值有较高的要求且容易陷入局部最优解,因而导致拟配精度不高。针对这一问题,对传统差分进化算法的核心公式进行了改进,提出了基于平均差分进化算法进行等效系统拟配的新思路。此外,由于数据中存在一定比例的噪声干扰,所以分别以理想3211信号和混入10%、30%白噪声的3211信号作为系统输入,对比研究了平均差分进化算法和传统等效拟配方法的差异,发现平均差分进化算法具有较强抗噪声干扰能力和良好的鲁棒性,因此,平均差分进化算法应用于等效系统拟配具有较好的辨识效果,同时对于噪声的处理能力较强。

    • 基于随机森林的航空发动机工作状态识别

      2020, 21(1):15-20.

      摘要 (2001) HTML (0) PDF 4.24 M (1344) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决人工识别航空发动机工作状态中存在的误判和耗时费力等问题,提高识别准确率,提出了一种基于主成分分析(PCA)的特征提取方法和随机森林(RF)的智能识别方法。首先对飞参数据进行预处理,利用PCA将数据降维进行属性约简,并根据发动机工作状态将样本分组,用随机森林方法训练获得分类器;然后将几种分类方法的识别效果进行对比;最后采用该方法对某一架次的发动机工作状态进行识别。结果表明,该方法能够准确快速地识别航空发动机的稳定工作状态,识别准确率达到97.89%。可应用于发动机工作状态的相关研究。

    • 基于隐半马尔可夫模型的补偿电容维修机制优化

      2020, 21(1):21-26.

      摘要 (1753) HTML (0) PDF 4.85 M (1218) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析轨道电路信号传输机制,结合其电气化特性提出了一种增设轨面信号采集点的方式实现轨道电路补偿电容的故障定位并实现剩余寿命的估计。首先结合历史数据和仿真试验数据构建各补偿电容采集点的隐半马尔可夫模型,采用训练后的隐半马尔可夫模型对补偿电容实时运行状态进行监测;其次对轨道电路补偿电容运行数据偏移状态进行分析,通过安全偏移距离对各监测点的归一化分路电流进行安全分析,对超出安全偏移状态的补偿电容进行泄漏定位,结合监测数据与训练后的隐半马尔可夫模型估计补偿电容的剩余寿命。最后结合仿真试验数据表明增设补偿电容轨面采集点可实现补偿电容泄露定位并对其进行剩余寿命的估计,且剩余寿命估计的准确性可达90%以上,达到补偿电容维修机制优化的目的。

    • 基于电压残差的三相逆变器故障诊断

      2020, 21(1):27-31.

      摘要 (2309) HTML (0) PDF 3.51 M (1162) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对三相逆变器开路故障诊断问题,研究了一种具有动态参考量的电压残差故障诊断方法。利用逆变器闭环控制系统现有的相电压采样信号,将延迟一个周期的相电压波形作为动态参考,与当前的相电压信号进行比较得到电压残差波形,通过设置合理的故障检测阈值,实现逆变器开关管开路故障的准确诊断。仿真结果验证了该方法具有抗不平衡负载和负载突变干扰的能力,且诊断时间小于一个周期,具有容易实现、无需增加硬件的优点。

    • 基于北斗的地基增强系统多基准一致性检验算法

      2020, 21(1):32-37.

      摘要 (2369) HTML (0) PDF 4.57 M (1193) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对地基增强系统GBAS)中传统基于极大似然估计准则的多基准一致性检验(MRCC)算法无法有效区分基准站接收机故障来源问题,开展了GBAS地面系统MRCC算法研究。对GBASB值理论进行分析,给出了一种能够有效确定接收机故障来源的MRCC算法处理流程,并提出了一种基于高斯膨胀法的B值门限值计算方法。利用GBAS原型系统进行了验证实验,结果表明:当地面系统接收机无故障时,计算得到的所有基准站B值在门限值以内,通过一致性检验,一旦某个基准站接收机发生故障,则能够有效识别该故障,且当移除故障接收机后,剩余基准站的B值能够恢复到正常范围以内,验证了所提出方法的有效性。

    • 采用卡方检验和牛顿插值的抗差卡尔曼滤波新算法

      2020, 21(1):38-43.

      摘要 (2050) HTML (0) PDF 4.50 M (1334) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对组合导航中卫星信号受到干扰导致误差增大的问题,提出一种基于卡方检验和牛顿插值的抗差卡尔曼滤波新算法。该算法以故障观测值的残差不再服从均值为零的高斯分布为理论依据,以仿真实验为基础,通过设计满足显著性水平要求的卡方检验阈值选取方法,提高卡方检验对故障观测值的定位精度;在此基础上,利用过去时刻的观测值构造牛顿插值多项式并进行外延,得到新的当前时刻的观测值,并通过引入改善因子改进观测噪声,使观测噪声更加接近正常值,最终提高导航精度。实验结果表明:该算法相比于一般滤波算法位置误差减小约75%,速度误差减小约80%,该算法能够有效抑制观测值故障带来的影响,提高了组合导航系统的可靠性。

    • 峰均比约束下机载MIMO雷达频谱共存波形设计

      2020, 21(1):44-51.

      摘要 (2173) HTML (0) PDF 6.01 M (1201) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步增强雷达对地面动目标的检测性能,同时能够实现与通信系统之间的频谱共存,研究了机载多输入多输出(MIMO)雷达在地杂波环境下的频谱共存波形设计问题。首先对波形施加了峰均比(PAR)约束,然后考虑了全局频谱设计和局部频谱设计2种设计方法,最后提出了一种新颖的循环迭代算法,在每次迭代过程中通过凸近似处理将原非凸优化问题转化为可解的凸优化问题,再使用可行点追踪连续凸近似(FPP-SCA)算法直接求出波形的最优解。仿真结果表明:与现有算法对比,该算法具有更快的运算速度,而且能够对波形起到峰均比约束的效果。

    • 基于深层神经网络的雷达波形设计

      2020, 21(1):52-57.

      摘要 (2047) HTML (0) PDF 4.59 M (1321) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对雷达波形多准则优化目标函数难以建立的问题,降低目标响应的不确定性,提高雷达检测性能,提出了一种基于深层神经网络的雷达波形设计方法。首先,根据雷达回波数据形式进行深层神经网络(DNNs)结构设计;然后,将基于信噪比(SNR)和互信息(MI)准则产生的信号随机混合并与其所对应的环境信息组成训练集,对DNNs训练;最后将另一部分基于互信息准则产生的信号与其对应的环境信息作为测试集,利用DNNs生成信号并进行测试。实验结果表明,使用该方法产生的信号作为雷达发射波形与仅基于MI准则产生的信号作为雷达发射波形相比,雷达回波与目标的互信息量最大提高了21.37 nat,雷达接收信号的信干噪比最大提高了1.35 dB。与线性调频信号相比,相应的互信息量最大提高了950.76 nat,相应的信干噪比最大提高了18.23 dB。

    • 基于时间反演的运动阵列远场功率合成

      2020, 21(1):58-63.

      摘要 (1730) HTML (0) PDF 5.43 M (989) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先从理论上分析了时间反演技术运用于运动阵列近场功率合成的可能性及存在的难点和问题建立了基于时间反演技术的运动阵列远场功率合成数学模型。基于此模型,通过对信标信号从不同方向入射情况下的回溯信号波束指向进行仿真,证实了阵列辐射的TR信号可以实现自适应回溯并且比传统相控阵方法形成的合成波束能量更加集中;通过仿真获得单元天线设置为全向天线和有方向性天线时的合成信号主瓣波束3 dB宽度,排除了由于阵列与目标点间的相对切向运动导致目标点脱离合成波束主瓣波束覆盖范围的可能性;分析了随机相位误差和波束指向误差对合成效果的影响,仿真结果表明:随机相位误差对回溯信号合成波束指向影响很小,但对信号的合成效果存在一定影响,由信号多普勒频移引起的波束指向误差对信号的自适应回溯影响很小。所得结论可为时间反演技术在远场功率合成的实际运用提供一定的理论依据。

    • 过山气流低空风切变对野战火箭弹弹道特性影响分析

      2020, 21(1):64-70.

      摘要 (1385) HTML (0) PDF 5.13 M (1178) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对过山气流低空风切变的流动特点,基于位势流动理论,在地面坐标系上建立考虑地面摩擦及背风旋涡的过山气流三维风场分布模型。结合六自由度刚体弹道模型,以某122 mm尾翼火箭弹为例,仿真分析了野战火箭弹在主动段受过山气流风切变影响的弹道特性变化。结果表明,过山气流低空风切变对野战火箭弹的飞行时间、射程、侧偏,落速及角运动均产生较大影响,其中对弹箭横向运动的影响较为显著;风场强度与野战火箭弹受风场的影响程度正相关;野战火箭弹在迎风坡与背风坡发射时,弹道特性的变化规律相反,且背风坡处发射时弹道特性的变化更明显;中低射角范围内,增大野战火箭弹的射角能够降低过山气流低空风切变对射程的影响,但侧偏所受的影响会相应增大。

    • 基于噪声顺序解相关的两阶段Kalman滤波融合

      2020, 21(1):71-79.

      摘要 (1381) HTML (0) PDF 6.37 M (1213) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统两阶段Kalman滤波只能处理单一或部分复杂噪声情形,在充分考虑多雷达跟踪系统的误差噪声有色建模和四类噪声相关性建模基础上,建立一种基于噪声顺序解相关的两阶段Kalman滤波融合算法。首先给出能有效避免噪声相关性耦合化的噪声解相关顺序,进而应用等价变换技术来获得有色噪声、过程噪声和测量噪声三者间不相关的目标跟踪融合模型,最后应用平方根分解和单位下三角阵求逆技术来实现多雷达量测噪声相关系统的集中式Kalman滤波融合,并通过4个仿真实验验证了该算法对复杂噪声情形的有效性和高精度。

    • 基于改进Jerk模型的高超声速滑翔目标跟踪

      2020, 21(1):80-86.

      摘要 (2380) HTML (0) PDF 4.74 M (1126) 评论 (0) 收藏

      摘要:临近空间高超声速滑翔目标具有高速、高机动的运动特性,为了提高其跟踪精度,对现有的Jerk跟踪模型提出改进。首先将一阶AR模型的思想运用到模型参数的实时估计中,在目标状态方程和量测方程中引入了相关参数,然后构建了基于改进Jerk模型的参数自适应Kalman滤波算法,在目标状态估计的同时能够对模型参数进行自适应调整。最后基于HGT仿真轨迹对所提模型与传统的Jerk模型进行比较,仿真结果证明了改进Jerk模型对HGT跟踪的有效和优势。

    • 防空火力压制任务中反辐射无人机搜索航路优选

      2020, 21(1):87-91.

      摘要 (1466) HTML (0) PDF 3.67 M (1133) 评论 (0) 收藏

      摘要:反辐射无人机在执行对敌防空火力压制任务时典型的搜索航路有跑道形和“8”字形2种。建立“视场覆盖率”这一指标来衡量两典型搜索航路对目标雷达的压制效果,实现对这两典型搜索航路的优选。为此,首先通过建立数学模型的方法分别求得两种搜索航路的视场覆盖率,然后分别分析了无人机转弯半径、航路规划空间直线长度对两搜索航路视场覆盖率的影响,最后综合考虑了无人机导引头水平机械视场周期扫描对两搜索航路视场覆盖率理论计算值的影响。计算结果表明:在航路规划空间大小、无人机转弯半径一定的情况下,两典型搜索航路的视场覆盖率均低于50%,但“8”字形搜索航路视场覆盖率明显高于跑道形搜索航路,对目标雷达的压制效果更好。

    • 认知无人机网络中多机协作频谱感知研究

      2020, 21(1):92-98.

      摘要 (3298) HTML (0) PDF 5.47 M (1459) 评论 (0) 收藏

      摘要:多无人机协同工作模式在未来通信中有着重要的应用前景。结合频谱资源短缺的问题,建立认知无人机网络模型,并研究多机协作频谱感知性能,提出一种最佳融合准则来优化检测性能。针对无人机数量较多的大型认知无人机网络,提出一种快速高效的协作频谱感知算法,并比较该算法在瑞利衰落以及Nakagami衰落2种信道环境下的性能。仿真结果表明:①采用最佳融合准则可以使协作频谱感知总错误率达到最小;②快速协作频谱感知算法可以利用较少的无人机来保证协作频谱感知的检测准确度,避免了不必要的感知过程,减少了参与协作频谱感知的次级用户数量,降低了协作感知时间,从而节省了感知过程开销,而且相比于瑞利衰落信道,该算法在Nakagami衰落信道环境下具有更好的性能。

    • 改进IRT在军用机场飞行区设施使用满意度调查中的可行性分析

      2020, 21(1):99-105.

      摘要 (1718) HTML (0) PDF 5.40 M (1260) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有军用机场飞行区设施质量状况的测量手段费时费力,关于机场各项设施布局合理性没有合理测量手段的问题,引入满意度调查方法,采用改进的项目反应理论(Item Response Theory,IRT)等级反应模型对机场飞行区设施使用满意度进行问卷设计,填补了设施使用满意度调查问卷研究的空白。选取某军用机场作为案例,以96个样本数据库为基础,进行单维性检验和等级反应模型拟合检验,构建基于IRT的飞行区设施使用满意度设计模型,删除不符合要求的项目,并对项目参数赋予了新的意义。在精简了指标的同时达到了调查目的,也为下一步广泛调查以及调查题库完善打下了坚实的基础,结果表明所提方法具有科学性与可行性。

    • 复合材料战伤抢修中的超声纵振制孔技术

      2020, 21(1):106-110.

      摘要 (1677) HTML (0) PDF 3.56 M (1162) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决飞机复合材料战伤抢修采用机械连接修理法制孔的难题以及修理便携式的要求,研究了基于超声纵振的制孔技术。首先结合钻头及切削刃的运动分析了超声纵振的制孔机理,其次设计了超声纵振制孔系统,重点研究了超声纵振换能器的振动原理,并通过有限元仿真优化的方式设计了换能器结构参数。实验证明,采用这种设计,可有效减少制孔对复合材料带来的分层、毛刺、拔丝等缺陷,同时满足前线机场野战抢修的需求。

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