基于声学亮点特征的水下目标回波模型

水下目标回波亮点结构是重要的目标特征，目标回波亮点时空特征的提取，是水下主动目标识别的一种有效方法，本文基于数学仿真的方法，研究了水下高频（20－35kHz)主动声学目标模型及仿真性能，建立了水下目标声学亮点数学模型，并给出了仿真结果，仿真表明：该模型反映了目标尺度特征，可用此模型生成的目标回波校验目标尺度识别器的性能。     

基于拖曳长线阵的水下目标模拟系统

水下目标模拟系统对于水下航行体试验与训练、舰艇水声对抗与安全防御等具有十分重要的意义。基于水下目标声学多亮点回波理论,给出了多亮点目标宽带回波信号模型。通过计算机仿真,验证了目标回波各重要特征和目标回波信号模型的有效性。基于拖曳长线阵和高速数字信号处理技术构建了水下目标模拟系统,根据目标回波信号模型综合模拟了水下分布式多亮点运动目标声散射特性,准确模拟了目标不同部位声学亮点的空间方位分布特征。分别对点源目标、真实大尺度目标、拖曳长线阵目标模拟系统进行了声纳目标识别试验,结果表明,拖曳长线阵目标模拟系统的目标特性明显不同于点源目标,而与实际大尺度目标一致。     

水下目标回波亮点特性计算的图形学方法

根据Kirchohoff近似公式建立了一种水下目标回波亮点特性计算的新方法.该方法利用三维图形处理系统,采用建模软件对复杂水下目标进行几何建模,利用OpenGL技术将几何三维模型转化为屏幕上可视化的像素图形,利用计算机图形学方法和图形硬件计算水下复杂目标的表面法向量和空间距离信息,将回波亮点特性中的面元计算转化为对图形像素点相关信息的计算,对不同传播距离的面元反射特性求和得到水下复杂目标回波亮点特征,最后模拟出不同脉宽的发射信号的水下目标回波信号.模拟计算表明该方法有效,对回波亮点特性模拟逼真,同时计算复杂度不受模拟几何建模复杂度的影响.     

水下体目标回波空间方位特性仿真研究

分析并给出了水下尺度目标回波的亮点结构模型和稳态反射亮点与随机散射亮点数字时间序列生成方法。提出了一种利用布放在消声水池中的弧形阵同步发射经时变投影矩阵加权变换的多亮点声波时间序列来仿真水下体目标回波特性的方法。将该方法应用于实现自导仿真试验系统,仿真试验结果表明该方法能够较好地模拟目标空间尺度,除了能够模拟普通靶标的多亮点延迟重发,还具备模拟包括平滑连续、阶跳及其组合等在内的复杂目标空间方位变化的能力,并能够用于水下航行体制导系统的半实物仿真。     

基于SYSNOISE的水下目标高频近场散射特性仿真研究

针对水下目标高频近场散射特性,提出了一种求解水下复杂目标散射声场的方法.首先根据边界元法建立了水下目标的声场数学模型,并借助有限元软件ANSYS建立一种水下目标结构体的三维模型,然后运用声学分析软件SYSNOISE对其高频近场特性进行了仿真及分析,得到了在声源激励下该目标散射近场的具体分布及其散射波声压的指向性.仿真结果验证了该方法的正确性.     

新型水下航行器实时仿真模拟器研究

为了加快某新型远程智能水下航行器的开发速度,针对其组成进行了实时仿真系统的设计。提出了该航行器实时仿真模拟器的方案构思,并进行了实时仿真模拟器软件和硬件的详细设计,给出在该模拟器上的实验结果。结果表明,该模拟器能为航行器创造一个很好的实时仿真环境,通过它设计者在实验室中就可以方便、快速地对航行器控制系统软件及功能进行调试,并可大大节省开发时间和成本。     

基于多神经网络分类器的目标识别仿真实验研究

水下目标识别在国防及国民经济中具有重要的作用，为了提高神经网络分类器分类结果的有效性和可靠性，本文提出了一种利用多神经网络分类器输出向量来实现对各分类器进行加权的算法，舰船目标实测数据分类实验证明：基于该算法的多分类器融合技术能有效地提高目标识别的性能，同时选择适当的表决阈值又可提高分类结果的可靠性。因此，该算法在水下目标识别系统中具有一定的工程应用价值。     

水下机器人半实物运动仿真系统的设计

通过对水下机器人体系结构中的控制层进行实物仿真和对感知层以及执行层进行虚拟仿真相结合的方法建立了水下机器人半实物运动仿真系统,该仿真系统不仅能够对整个系统的软件逻辑进行测试,同时能够对水下机器人控制系统的硬件体系、数据接口、可靠性都进行验证。详细阐述了水下机器人半实物运动仿真系统的硬件和软件体系结构,并对虚拟仿真中的水动力仿真、运动传感器仿真以及实物仿真中的运动控制系统的设计进行了说明。最后通过远距离航行仿真试验和避碰仿真试验证明了所设计的水下机器人半实物运动仿真系统对实际海试具有重要的参考价值。     

水下冲击波聚焦声场非线性建模与分析

通过聚焦可大幅提高水下冲击波声场的声压级。由于水下冲击波聚焦声场声压级高、瞬时性强,因此观察和测量难度较大,对测量设备的灵敏度要求较高。概述了水下冲击波的产生及聚焦原理,利用压力传感器实测了冲击波聚焦波形,采用有限元分析软件ANSYS建立了水下冲击波聚焦声场的有限元模型,仿真了水下冲击波聚焦声波的非线性传播过程和声场分布,对比分析了仿真结果与压力传感器实测波形、高速摄影机实拍的冲击波聚焦声场纹影图的相符性,仿真得出水下冲击波聚焦声场峰值压力的变化规律。仿真结果与实验测量、高速摄影实拍图高度吻合,说明仿真模型的正确性及利用ANSYS研究水下冲击波聚焦声场的可行性、有效性。     

水声传感器网络目标协同定位方法研究

水下传感器网络为水下目标的被动定位提供了新的思路,结合水下声信道的传输特性,研究了基于水下分布式传感器网络目标DOA值估计的最大似然被动定位算法.比较了最大似然定位算法在矩形和菱形网络拓扑结构中不同的定位精度,分析了目标不同声源级及网络规模对定位精度的影响,并与线性和非线性最小二乘定位算法的结果进行了对比,其定位精度优于两者.仿真结果验证了定位算法的有效性,所得结论为水下传感器网络进行目标被动定位提供了参考.     

舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统研究

同时考虑硬件设计、算法研究、软件实现三个方面,成功高效地设计了一个舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统。硬件上采用主从式结构,主机为控制计算机,从机为TMS320C6201芯片及其外围电路构成的图像处理系统。算法研究尽量实用化,提出了一种新的目标识别和跟踪算法。软件实现时,基于硬件和软件采取了许多优化措施。该系统已成功应用于光电干扰效果评定实验中。     

基于SOPC的深空目标实时跟踪系统

提出一种用可编程片上系统技术实现深空目标检测跟踪系统的方法,该系统采用单片FPGA构建双核系统,其中一个CPU进行检测跟踪,另一个CPU进行通信控制,将软硬件设计有机融为一体。根据不同算法对数据精度要求的不同,将浮点运算和定点运算结合在一起,并使用定制指令、自定义逻辑和C2H等硬件加速技术,减少了处理时间。实测结果表明,该系统可对深空红外目标进行实时检测跟踪。     

一种基于低分辨雷达的目标识别方法

讨论了一种基于低分辨雷达的目标(飞机)识别方法,描述了这种识别方法所依赖的硬件平台即目标回波数据采集系统的组成及工作原理,阐述了一种基于低分辨雷达的目标粗分类(目标大、中、小等粗略属性的判别)的方法,研究了低分辨条件下目标特征描述的思路, 尝试利用这些方法进行目标属性的粗分类以及进行机群目标架次的判别。现场实验表明,这 些方法是可行有效的,对于提高常规低分辨雷达的性能有着重要的意义。     

单个需求点军械紧急调运的多层规划模型

单个需求点军械紧急调运是军械调运工作中常见情况。分析了单个军械需求点紧急调运的特点、决策目标。并在此基础上,分别考虑时间最短及时间有限两种情况,建立了有运力条件下单个需求点军械紧急调运的多层规划优化模型,并给出了计算模型的方便有效的算法。该模型符合决策实际,且算例表明了模型算法简洁而有效。     

MR阻尼结构振动控制的仿真试验研究

基于Matlab/Simulink软件平台,结合dSPACE实时仿真系统的软硬件资源,建立磁流变阻尼器(MagnetorheologicalDamper,简称MR阻尼器)和框架-剪力墙偏心结构试验控制系统仿真模型,采用RCP技术对此结构模型进行地震反应振动台试验。试验结果表明,MR阻尼结构的振动受到很好抑制,Matlab/dSPACE综合试验环境是高效简洁的。     

一种异构多核片上系统的SystemC系统级综合方法

针对传统集成电路综合方法的不足,提出了一种异构多核片上系统的SystemC系统级综合方法。阐述了系统级综合的SystemC非定时设计输入模型,给出了多核控制器做复杂控制和算法IP做运算加速的目标片上系统架构及综合流程。在此基础上开发了SystemC系统级综合集成开发环境,并进行了通信处理异构多核片上系统的设计和实现。实验结果表明,该方法有效地提高了软硬件混合片上系统的设计效率, 缩短了研制周期。     

面向复杂仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法

复杂仿真影响因素多, 影响关系非线性, 需要高效的元建模方法。元模型的建立不仅取决于所选定的元模型数学结构, 还取决于仿真训练数据的充分性。数据充分性直接影响到仿真实验空间的设计与实验运行的计算复杂度, 需要通过针对性的仿真实验设计方法来应对维数爆炸困境。序贯实验设计方法可以有效提高设计的效率, 但传统上的序贯方法依赖于人工干预和关于目标系统的先验知识, 不易自动化开展。因此，提出一种支持仿真元建模的序贯近邻探索实验设计方法, 该方法综合运用梯度采样与随机近邻探索技术, 在产生尽可能少的实验点的同时, 能够自动提取关于实验对象的信息, 有效提高复杂仿真元建模的实验效率。案例部分将所提方法与拉丁超立方抽样、传统序贯采样两种方法进行了对比, 验证了所提方法的有效性。     

电动汽车驱动电机离散MRAC研究

电动汽车驱动系统是电动汽车的关键技术之一,离散模型参考自适应控制方法用于电动汽车驱动电机的控制将更好地提高电动汽车驱动系统的性能。首先建立电动汽车驱动电机离散化的数学模型,提出性能指标,建立参考模型。在此基础上探讨了自适应控制方法的设计,推导出了离散模型参考自适应律。仿真研究表明采用离散模型参考自适应控制方法设计的电机驱动系统性能明显优于PID控制系统。实验结果验证了方案的可行性。