2023, 24(4):1-7.
摘要:针对传统方法和基于神经网络方法在滚动轴承故障预测中存在的问题,提出一种双自适应滑动时间窗故障预测模型。首先,通过设置能够去除相关性的状态估计非线性算子,将滚动轴承振动信号映射为能够表征其退化状态的故障特征—故障程度指标DR。其次,以损失函数为判据,设置模型参数自适应更新机制,以及建立能够自适应选取数据长度的滑动时间窗口。最后,通过西安交通大学发布的滚动轴承全寿命周期数据,模拟实际中突发性故障和渐发性故障综合作用下的故障发生情况,验证了所提出的故障预测模型的有效性。实验结果表明,提出的预测模型能够准确判断滚动轴承退化阶段的开始时刻和故障时刻,真实反映滚动轴承性能退化的趋势,预测误差仅为0.068%,预测时间仅占2次故障间隔时间的1.385%,满足复杂工况下滚动轴承故障预测的需求。
2023, 24(4):8-13.
摘要:校准试验是应变电桥法测量飞行载荷的关键环节。为模拟真实飞行时气动载荷压心随飞机机动而连续变化的特性,提出一种可变压心的载荷校准试验方法,对全机平衡和约束载荷进行计算分析,利用多点协调加载系统应用于某型飞机的机翼载荷校准试验。使用变压心加载工况对载荷模型进行验证,明确压心变化引起的误差,通过调整建模工况的压心分布对模型进行优化,机翼根剖面弯矩载荷模型适用范围为17%~90%,模型精度由5.54%提高到2.36%。优化后的载荷模型测得的纵向机动飞行载荷左、右机翼对称,压心变化在验证范围内,测量结果合理可靠。
2023, 24(4):14-19.
摘要:空投作为重要的资源补给手段,相对于传统陆水运输,可以高效安全地实现物资保障,其空域容量对空投计划的制定有着不可或缺的影响。目前对于空投场场景的空域容量理论研究较浅,首先研究分析空投场运行特点,结合空投场场景的运行、结构特征,提出了空投场空域容量定义;其次分析空投场运行中可能出现的航空器追赶情况,建立了空投场空域容量计算模型;最后,以某空投场为例,计算该结构下的空投场理论容量,通过蒙特卡洛仿真验证理论模型的可靠性。同时探究了航空器运行速度及小于最小安全间隔概率变化下空投场空域容量的变化规律。
2023, 24(4):20-27.
摘要:铝硅共渗涂层常喷涂于发动机高温叶片表面,涂层的防护对于延长发动机叶片的使用寿命至关重要。X射线荧光无损检测技术能快速便捷地监控涂层厚度情况,但是目前这种方法对于多元素双层膜铝硅共渗涂层厚度的检测不准确。为了进一步研究多元素双层膜铝硅共渗涂层厚度与X射线荧光检测值的关系,基于X射线荧光无损检测技术提出了一种方法来减小X射线荧光测量数据的误差,再通过验证钼元素荧光对数值与第1层膜厚度之间的线性关系来确定这种方法的可行性,最后基于X射线荧光吸收与发散的原理,拟合出中间层膜的厚度与钼元素荧光之间的计算模型。得出以下结论:当膜中钼元素质量分数大于基底中该元素质量分数时,随着膜厚度值的增加,仪器接收到的荧光效应先减弱再增强,临界值大约为14.3 μm,小于该临界值的铝硅共渗涂层,涂层元素相互渗透对厚度测量的影响不可忽视。
2023, 24(4):28-34.
摘要:针对传统滚动轴承故障诊断中复杂的特征提取问题,利用深层残差网络能够增强诊断模型非线性表征能力的特点,通过引入通道注意力与空间注意力机制,提出一种基于多注意力机制端到端的滚动轴承智能故障诊断方法。首先,通过原始振动加速度信号经过积分运算得到速度和位移;然后,将3者组合成具有特征增强的图像,输入至结合了多注意力机制的深层残差网络实现特征提取;最后,利用多分类函数完成滚动轴承故障分类。在本地实验室轴承数据集上进行了验证,结果表明,所提方法的诊断准确率达到了97.50%。验证了基于多注意力机制端到端的滚动轴承智能故障诊断方法的可行性和有效性,可为滚动轴承的精确故障诊断提供支持。
2023, 24(4):35-41.
摘要:分析了防空反导一体化作战力量关系和能力影响因素,构建了一体化作战能力评估指标体系,综合考虑专家对评估对象给定判断信息的不确定性,运用直觉模糊熵确定评估指标权重和评估专家权重。利用三角白化权函数对各级指标进行灰色聚类评估,确定一体化作战方案的评价等级,并通过算例验证了评估方法的可行性和科学性,评估结果可为防空反导一体化作战计划制订提供辅助决策支持。
邹鲲 , 杨宾锋 , 王路瑶 , 来磊 , , 李伟 , 蔡斌
2023, 24(4):42-48.
摘要:直接路径干扰由于路径损耗较小,其干扰强度远大于目标的反射回波,直接影响了无源双基地雷达的目标的探测性能。智能反射表面具有调控电磁波传播的能力,为此在雷达接收机附近放置智能反射表面,通过联合优化监视通道接收机波束赋形和无源智能反射表面的反射相位,可以将进入接收机的直接路径干扰功率约束在一定范围内,并且实现目标反射回波功率最大化,从而提高目标的检测性能。利用交替优化的方法,将联合优化问题转换为2个齐次和非齐次的二次约束二次规划问题,采用半定松弛方法和高斯随机化方法求解获得接收机波束赋形和智能反射表面的反射相位的最优解。仿真分析表明:利用了智能反射表面可以有效提高无源双站雷达在直接路径干扰下的探测性能。
2023, 24(4):49-55.
摘要:SAR-BagNet模型是一种应用于合成孔径雷达(SAR)图像识别的可解释深度学习模型。为了使SAR-BagNet模型在具有可解释性的同时具有较高的识别精度,以SAR-BagNet模型为基础,在模型框架中加入了空间注意力和坐标注意力机制,并在MSTAR实测数据集上进行了实验。实验结果表明,空间注意力和坐标注意力机制增强了SAR-BagNet模型的全局信息获取能力,能够在不降低其可解释性的基础上,有效提高模型的识别精度和决策合理性。
2023, 24(4):56-61.
摘要:弹载合成孔径雷达(SAR)在大角度俯冲运动阶段,由于其复杂的飞行特性,回波信号存在严重的耦合性和空变性,这将导致传统的聚焦算法失效。针对这一问题,提出了一种改进的极坐标格式(PFA)频域成像算法。首先建立大角度俯冲弹载SAR的斜距模型,并对距离历程进行泰勒级数展开,然后利用级数反演法推导高精度的回波二维频谱。在二维频域,将高阶交叉耦合项进行二维分解,并在此基础上推导出新的频域二维插值映射函数,极大提升了聚焦成像的效果。相对于传统PFA,文中算法更适用于大角度俯冲弹载SAR,并通过仿真实验验证了其有效性。
郭书涵 , , 胡国平 , , 赵方正 , , 周豪 , , 张宇乐 ,
2023, 24(4):62-68.
摘要:针对现有均匀线阵远场窄带非相干多目标估计算法对低信噪比、少快拍情况适应性差、运算复杂度高,以及现有深度学习方法难以有效提取数据复值特征的问题,提出基于深度卷积神经网络的波达方向估计方法。该方法将波达方向估计问题转换为阵列输出协方差矩阵到目标到达角度的逆映射问题,利用阵列输出协方差矩阵的Hermitian特性,提取其上三角阵的实部、虚部及相位特征,构造网络的输入数据,搭建包含三维卷积层的深度卷积神经网络用来提取数据特征,网络的标签对应目标的到达角度,从而实现多个信源的波达方向估计。试验仿真表明:该方法可以充分提取空间特征,提高波达方向估计精度并降低算法复杂度。所提方法在低信噪比、少快拍数的情况下,其估计精度明显优于MUSIC、ESPRIT以及ML算法。
2023, 24(4):69-76.
摘要:在一些特定情况下,获取充足样本十分困难,导致最大似然估计算法学习到的BN参数精度往往较低,并且一些实际应用领域中已涉及多父节点协同影响约束的问题。对此,通过借鉴PAVA保序回归算法思想,提出了一种小数据集下基于修正乘性协同约束的BN参数学习方法。首先,判断已知样本数据中多父节点部分的参数是否满足乘性协同约束;其次,把不满足乘性协同约束的左右两边划分为整体,用PAVA算法分别对其进行调整,针对调整后的整体,根据不同父节点组合状态对应的样本数据量,给出3种权值不同的校正方法,对每个参数进行修正,得到最终参数学习结果;最后,运用经典草地湿润网络模型对提出的方法进行仿真验证。研究结果表明,在小数据集条件下,提出的方法不仅满足了乘性协同约束,而且KL散度始终低于其他2种方法,但运行时间略高于其他2种方法约1×10-3s,影响甚微。总体上,所提算法的综合性能优于其他2种方法。
2023, 24(4):77-84.
摘要:当前恶意代码的对抗技术不断变化,恶意代码变种层出不穷,使恶意代码分类问题面临严峻挑战。针对目前基于深度学习的恶意代码分类方法提取特征不足和准确率低的问题,提出了基于双向时域卷积网络(BiTCN)和自注意力机制(Self-Attention)的恶意代码分类方法(BiTCNSA)。该方法融合恶意代码操作码特征和图像特征以展现不同的特征细节,增加特征多样性。构建BiTCN对融合特征进行处理,充分利用特征的前后依赖关系。引入自注意力机制对数据权值进行动态调整,进一步挖掘恶意代码内部数据间的关联性。在Kaggle数据集上对模型进行验证,实验结果表明:该方法准确率可达99.75%,具有较快的收敛速度和较低的误差。
2023, 24(4):85-91.
摘要:针对当前有人/无人协同作战任务的复杂化、交互界面的信息量剧增等问题,提出了一种基于PCTBTA的有人/无人协同作战交互任务模型。该模型关注有人/无人协同作战中外部环境因素对操作员进行人机交互带来的影响以及在这些影响下操作员的缺省任务。首先,综合分析有人/无人协同作战任务流程及其特点,构建交互任务概念模型;其次,确定有人/无人协同作战中5个典型作战任务,对各任务的目标、序列、显示变量、影响因素、操作等概念元进行研究分析,最后,根据有人/无人协同作战概念模型及对概念元的分析,建立动态环境下有人/无人协同作战交互任务模型。相较CTT、GOMS等模型,该模型融入作战中时刻变化的外部因素,能够更好地描述在动态战场环境下有人/无人协同作战交互任务流程,在有人/无人协同作战中为操作人员高效完成交互任务提供理论模型,为未来各类有人/无人协同作战信息系统人机界面的优化设计和研制奠定基础。
2023, 24(4):92-101.
摘要:现有指挥信息系统韧性研究忽略了需求变化对其韧性过程的影响,无法反映系统遭受攻击后的韧性能力与任务需求的关系。引入正常功能水平、最低功能水平和预期功能水平3个变量,提出需求显著上升、需求基本持平和需求显著下降3种韧性模式;针对韧性过程中功能水平下降和自适应恢复2个阶段,提出抵抗力增强和冗余度提升策略,定义措施效果函数,建立韧性优化模型,运用分组背包问题的近似动态规划算法求解;以某区域联合防空指挥信息系统为例,进行仿真实验,验证需求变化对指挥信息系统韧性优化的影响。结果表明,为适应复杂恶劣战场环境下不同场景作战需求,指挥信息系统应选用合理的韧性模式,并统筹考虑敌方攻击强度、经费预算和应对策略等相关因素。
2023, 24(4):102-110.
摘要:数据链所发送的报文往往承载着战术信息。在报文具体内容未知的情况下,对认知典型数据链战术行为的可行性进行了实验探究。首先根据格式化报文的特点,对包含战术消息的数据链V系列报文结构进行模拟,同时产生数据链的已调信号。然后利用小波包分解方法提取时频特征,构建时频图数据集,并使用深度学习方法对包含不同战术消息的信号进行分类,并引入应用于CNN的注意力机制模块CBAM,以进一步提高识别准确率。实验证明:即便报文结构未知,通过识别包含不同V系列战术消息的物理层信号,可以认知相应的战术任务。最后,基于实验结果,还提出一种新的数据链战术行为侦察流程新思路。
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