基于微多普勒的锥体目标进动和结构参数估计

真假目标识别是弹道导弹防御的一大技术瓶颈,目标识别的正确与否在一定程度上决定了反导系统的成败.微动引起的雷达可观测量微多普勒特征包含了目标的运动、尺寸、形状等大量信息,因此微动特征是当前学术界公认的弹道中段目标识别的有效特征之一,对微动特征的提取为弹道导弹防御目标识别提供了新的解决手段.该文以旋转对称锥形目标为研究对象,根据散射中心理论以及攻防对抗条件,推导了目标两个等效散射中心的位置与回波模型,建立了基于滑动型散射中心的锥体目标进动模型.分析了目标的结构参数与雷达回波微多普勒参数的显式关系,推导出微多普勒随时间变化的解析表达式.结合弹道中段目标识别等应用背景,提出了基于TFDHough变换的联合参数估计的方法.该方法综合两个散射中心的微多普勒参数,联合求解二者的参数空间,对进动和结构参数进行估计.仿真结果表明目标回波的微多普勒时频曲线与解析微多普勒曲线吻合,所提联合参数估计方法可准确估计进动角、进动频率、锥体高度、锥底半径等进动和结构参数.     

基于宽窄带微多普勒融合的锥体目标三维重构

目标三维特征包含更为精细的结构和微动信息,以锥体弹头为研究对象,提出了一种基于宽、窄带混合体制雷达组网的锥体目标三维重构方法。首先建立锥体目标进动模型,详细分析了目标在不同体制雷达回波中的微多普勒调制特性,然后,使用改进的viterbi算法和最小二乘法对各散射中心的幅相信息进行提取和估计,并通过灰色关联度分析实现非理想散射中心的匹配。在此基础上,构建宽、窄带微多普勒信息融合方程组,解算出锥体目标的进动和结构参数,进而确定目标空间位置,实现三维重构。仿真结果表明,在信噪比为5dB情况下,目标的三维重构精度在91%左右。     

弹道中段进动目标动态RCS仿真研究

为计算弹道中段进动锥体目标的动态RCS,根据中段弹道目标的运动学特性,利用椭圆弹道理论仿真计算出了中段弹道;同时根据导弹与雷达的空间几何关系,求得弹头实时视角值。然后利用高频区理论计算方法计算出弹道中段进动目标的实时RCS值。仿真结果与理论分析相比较,证明了所提方法的有效性。     

一种基于FrFT的三通道SAR动目标检测与成像算法

本文分析了运动目标对SAR成像的影响.首先,建立了三通道SAR对多个运动目标检测的模型,该模型利用DPCA技术进行动目标检测;然后提取检测出的动目标信息,并结合Fr FT对动目标运动参数进行估计,实现对动目标的定位、测速;最后根据估计出的参数修正参考函数对动目标进行成像.通过仿真实验验证了该算法的可行性.     

基于RCS的弹道导弹中段目标联合识别研究

弹道导弹中段目标识别是导弹防御系统的核心环节.中段目标外形简单,特征不明显,干扰较多,但是在实际防御过程中,导弹飞行中段是反导防御最适合阶段,因此需要研究新的导弹中段目标特征.本文研究基于动态雷达散射截面积(RCS)的中段目标联合识别方法.在实际仿真过程中,本文以美国民兵洲际导弹作为模型,进行实物尺寸的RCS仿真.根据弹道导弹在中段飞行中特有的进动特点,给出设定场景条件,得到目标在该场景下的RCS动态特性.最后根据得到的仿真数据,对弹道导弹中段动态目标识别提出了一种新的可行性方法.     

窄带雷达网弹道目标微动特征提取

目标微动特征是弹道中段识别的有效特征之一。针对单部雷达获取目标微动信息的局限性,提出了一种利用窄带雷达网进行弹道目标进动特征提取的方法。首先,建立了锥体进动模型和窄带信号模型,得到了散射点微多普勒表达式。然后,在锥体非理性散射点转化为理想散射点的基础上,通过频谱分析,实现了不同视角下散射点的匹配关联。最后,利用锥顶微多普勒信号对锥底进行补偿,在雷达视角方差最小时求得补偿系数。再联立2部雷达的微多普勒信息即可求出参数。仿真结果表明该方法能够精确提取微动参数和结构参数。     

基于多视角距离像的弹道目标三维微动特征提取

针对现有估计方法提取散射点类型单一以及工程实现较为困难的问题,提出了一种基于组网雷达的多视角距离像提取三维进动特征方法。利用雷达网中各雷达多视角观测弹道目标,提取目标的距离像序列信号,求得最强2散射点在雷达视线上的投影长度,提取目标投影长度随时间变化的关系,利用最小二乘估计对关系式中的参数进行估计。运用组网雷达的多视角特性,根据不同视线方向上不同进动角频率的投影分量,提取目标三维微动特征。计算机仿真验证了提取方法的可行性与有用性,估计效果达到预期目的。     

一种基于改进CAMDF的进动周期估计方法

针对基于RCS序列估计进动周期出现加倍误判的问题,首先分析弹道中段进动目标RCS序列的统计特性及其周期性特点,然后通过理论分析指出以周期长度采样的样本集合之间必然具有相似性的假设是传统AMDF函数产生加倍误判问题的主要原因,最后分析并证明了当序列长度不等于周期的整数倍时,CAMDF函数具有克服加倍误判问题的特性,提出一种基于改进CAMDF的进动周期估计方法。仿真实验表明,该方法能够有效克服周期估计中的加倍误判问题。     

目标微运动与宽带雷达散射特性

针对弹道中段目标的雷达特征信号难以实测的问题,建立了弹道微运动目标雷达特征信号仿真模型.通过分析弹道目标微运动特性推导出锥旋运动方程.阐述了宽带目标散射特性的基本物理意义,给出了锥形目标进动的雷达散射截面计算公式和动态目标宽带电磁散射剖分建模方法.利用提出的模型对微运动目标的雷达特征信号进行了仿真分析,仿真结果验证了模型的正确性.     

时空相关杂波下多目标步进频参数估计

提出了时空相关复合高斯分布海杂波下步进频雷达运动目标参数估计的方法.根据复合高斯分布杂波的散斑分量与纹理分量的分布特性,推导出步进频体制高分辨雷达的运动目标距离与速度的最大似然估计;提出目标误差函数的定义,基于目标误差函数最小化的准则,通过对距离进行搜索找到距离的估计值,并通过距离的估计值,求解出速度的最优最大似然估计值.仿真实验表明,该方法可以有效地估计出时空相关复合高斯分布海杂波背景下的步进频运动目标距离与速度参数.     

连续进动气囊抛光材料去除特性研究

为提高和调控模具自由曲面的加工效率与质量,提出了机器人辅助连续进动气囊抛光方法;运用运动学原理,推导了行切法加工方式下的切向速度数学模型;基于Preston方程,建立了连续进动气囊抛光材料去除模型;通过MATLAB仿真技术,分析了其它工艺参数一定的条件下,进给速度和叠加次数对气囊抛光切削方向分布和材料去除特性的影响;以材料快速均匀去除为目标,获得了优化进给速度v=0.7mm/s和叠加次数n=3.最后,通过机器人辅助气囊抛光系统,进行了试验对比验证,与仿真结果吻合,证实了连续进动气囊抛光方法应用于模具自由曲面抛光的有效性.     

导弹预警卫星的引导能力评价方法

针对导弹预警卫星的预警信息战术应用问题,提出了一种基于助推段观测的弹道导弹轨迹参数误差估计的导弹预警卫星引导能力评价方法。利用数理统计和推理估计方法,建立了导弹预警卫星利用助推段观测的弹道导弹发射点、关机点和落点估计误差计算模型,进而设计了导弹预警卫星对导弹防御系统的目标引导区域增长率计算模型。数值分析实例进一步说明了该方法的有效性。导弹预警卫星的引导能力评价方法可以为导弹防御体系的重要战术和技术参数的设置提供参考。     

基于一维距离像和微动特征的弹道导弹识别方法

弹道导弹目标识别是导弹防御系统的重要环节.用于弹道导弹识别的特征通常包括RCS特征、极化特征、雷达高分辨一维距离像(HRRP)、ISAR像、微动特征等.研究目标散射中心模型,给出了基于散射中心理论的HRRP特征.弹道导弹在释放诱饵过程中,弹头和诱饵在结构和质量上的差别会表现在微运动特征上,据此构建了弹头及诱饵的微运动模型,得到弹头进动模型及诱饵摆动模型,对所建模型回波进行短时傅里叶变换(STFT),提取时频脊得到微动特征.弹头及其诱饵有着丰富的结构信息,仅依靠单一特征识别弹头目标效果并不理想.提出综合HRRP特征与微动特征的多特征联合识别方法,对联合的多特征采用主成分分析(PCA)降维,采用支持向量机(SVM)作为分类算法,仿真结果表明,联合HRRP特征与微动特征并通过PCA降维后弹头识别率得到明显提升.     

基于微多普勒的雷达目标特征参数提取方法比较

从雷达探测到的众多目标中识别出真目标,进而进行有效的拦截是导弹防御系统中的关键技术。利用雷达获得的微多普勒效应进行真伪目标判定是目前较为先进的目标识别方法之一。选择弹道导弹的弹头目标建立其运动模型,通过对基于微多普勒的时频分析法、频谱与倒谱法、延时共轭法等三种常用方法对弹头目标的微多普勒特征参数提取的计算、仿真和分析,给出了各种方法的优缺点和适用范围。仿真结果表明:在散射点数目较少时,延时共轭法可以快速准确地估计目标的微动特性。     

基于破碎机关键经济指标优化腔型结构

为研究破碎机腔型结构参数对提高破碎机性能的影响规律,基于破碎机生产率和产品粒度质量经济指标为目标函数,建立破碎机双目标函数的数学优化模型,对破碎机腔型结构进行优化。依据C900破碎机结构参数,应用数值优化方法,研究动锥底角、平行区长度、进动角等关键参数对破碎机性能的影响规律,得到C900腔型结构参数的最优值。采用断层扫描仪（CT）和力学试验获取旋回破碎机粗碎后的铁矿石物料性能,利用离散元软件（EDEM）对破碎机的动态特性进行了仿真,仿真结果与数值分析结果基本吻合。结果表明：动锥底角在一定范围内,随着角度增加,生产率增加,而产品合格率下降;平行区长度在一定范围内,随着长度增加,与产品合格率增加,而生产率下降;进动角在在一定范围内,随着角度减小,与生产率和产品粒度质量均下降。     

高速动静压轴承支承主轴系统动特性测试研究

以自行设计的高速主轴水润滑动静压轴承为基础,采用不平衡质量法识别出转子系统支撑轴承的动特性系数,通过轴承性能测试实验得到了供水压力、主轴转速等运行参数对轴承-转子系统动特性的影响.结果表明:轴承-转子系统动特性系数随系统供水压力和主轴工作转速的增加而增大;在供水压力较低时,工作转速对轴承动特性影响较小;当供水压力升高到一定程度时,工作转速对轴承的动特性产生较大影响,此项研究对轴承-转子系统结构参数的改进以及不同工况下最佳运行参数的确定具有一定的指导意义.     

基于高次模糊函数的SAR图像动目标检测

SAR图象中动目标运动形成的相位误差可描述为有限次幂级数,时频分析将时域信号变换为时频联合域,揭示出信号瞬时频率随时间的变化规律,应用高次模糊函数可估计出动目标信号的相位多项式系数,检测含高次相位误差的动目标,结合逐次消去法,可将其用于检测含高次相位误差的多个动目标.     

汽车电控液压制动系统动力学建模及性能研究

为提高估计电控液压制动系统的压力估计精度,针对其工作特性提出一种基于粒子群优化的UKF算法的汽车电控液压制动系统动力学建模方法.该算法根据液压制动系统的工作特性将压力估计问题转化为多维参数优化的问题,应用UKF对汽车电控液压制动系统进行压力估计,根据该液压系统的强非线性及时变系统特性引入液压系统指数参数,压力变化参数差,及测量轮缸压力作为状态量,引入粒子群算法根据目标函数,对UKF中的参数及观测噪声,过程噪声进行迭代寻优.实验数据对比,验证该算法参数估计的精确性及实时性.研究结果对液压制动系统以及整个液压系统的研究都具有指导意义.     

完全检查下预防维修模型建立及案例分析

为了解决维修间隔期确定的难题,建立了维修间隔期和总停机时间之间关系的目标函数,以及时间延迟维修模型.根据故障记录数据和预防维修活动的检查数据,采用最大似然法估计有关缺陷发生率和时间延迟分布等参数.在所建立目标函数和估计参数的基础上,计算出最优的维修间隔期.     

双基地MIMO雷达多目标定位及互耦参数估计

针对MIMO雷达收发阵元间存在互耦会严重影响目标定位算法性能的情况,提出一种双基地MIMO雷达多目标定位及互耦参数估计的算法.利用均匀线阵互耦矩阵的特点和MIMO雷达的特性获得满足ESPRIT算法的信号子空间,在不需要任何互耦矩阵信息情况下采用ESPRIT算法实现了目标角度估计,且估计出的角度参数自动配对.根据所估计的目标方位角度,利用信号子空间和联合导向矩阵之间的关系,将MIMO雷达的互耦参数估计转化为线性约束二次最小化问题,估计出互耦系数矩阵,实现了MIMO雷达的自校正.该方法的优点是避免了多维空间谱搜索带来的庞大计算量和迭代中的全局收敛性问题,同时得到了收、发阵列互耦参数估计的闭式解.仿真结果表明算法估计性能接近于互耦已知时二维MUSIC算法.