多普勒频移支持红外预警卫星反导作战研究

为拓展反导作战中红外预警卫星的目标速度估计方式,提出利用星载探测器进行被动红外多普勒频移测速的构想。首先建立多星多普勒频移测速模型,给出了多普勒频移测速误差与观测几何、辐射波长以及光谱分辨率的关系;然后推导多普勒频移测速误差与导弹发射坐标系下速度误差的坐标转换关系,描述了多普勒频移测速对弹道参数估计的贡献。最后,结合战术需求,通过仿真实例分析了多普勒频移测速对参数估计的影响。     

基于keystone变换的宽带雷达精确测速

宽带雷达利用脉冲串测速时,高速运动目标在脉冲串内通常移动超过多个距离分辨单元,无法通过脉冲串内直接相参处理获取速度信息。针对宽带脉冲多普勒雷达测速的特点,提出了一种基于Keystone(楔石)变换的测速方法,能有效解决目标越距离单元走动和多普勒谱展宽,并根据该方法的特点,提出一种基于Keystone变换的解速度模糊的方法,仿真证明该测速方法能达到很高的测速精度,有很高的应用价值。     

稀薄大气层内轻诱饵速度识别法

随着地基相控阵雷达测速精度的大幅度提高,针对稀薄大气对轻诱饵有明显的减速作用,提出了一种新的目标识别方法——稀薄大气层内轻诱饵速度识别法,并对其识别原理、识别判决准则进行了详细阐述和分析,该方法通过雷达高精度多普勒测速及轨迹估计信息,获取轻诱饵气动减速特性进行识别,避开了质阻比参数估计中动态收敛过程。最后通过典型算例的计算机仿真计算,验证了该方法的有效性。     

基于微多普勒分析的弹道导弹目标进动特性研究

进动是弹道导弹目标的一种微运动,介绍了微多普勒的相关概念,然后建立了进动的数学模型,并推导了进动的微多普勒理论公式,最后进行了仿真实验,并采用时频分析方法提取出微多普勒特征。理论计算与仿真实验的结果吻合良好,表明了该进动数学模型和理论公式推导的正确性。同时,进动的微多普勒特征可用于识别真假目标。     

一种脉冲多普勒雷达解速度模糊新方法

速度模糊是脉冲多普勒雷达中的一个重要问题。在没有别的信息源情况下,需要用雷达测得的距离信息来解速度模糊,因为距离回路输出与速度回路输出代表同一个目标的距离和径向速度,它们之间存在确定关系。推导最小二乘法解速度模糊的方法,提出一种新的不变量嵌入法解速度模糊的方法。通过理论分析和仿真证明不变量嵌入法可以有效地解速度模糊,并且实质上就是最小二乘法,其在提高距离精度上等效于测距、测速回路构成的复合控制系统。     

基于频域波形分析的调频步进雷达测距测速新方法

调频步进雷达存在时延-多普勒耦合,对目标测距测速造成严重的影响。在分析其多普勒性能的基础上,通过采样点位置得到目标的粗距离。然后,根据距离-速度耦合关系得到目标的粗速度,经过二次项补偿后再通过频域波形分析获得目标各散射点的真实距离。最后,通过解耦合得到目标精确速度。详细分析了这一解距离速度耦合的新方法,提出了基于频域波形分析法测距测速的具体步骤。仿真结果表明,这种方法在采样率较高和速度不模糊时具有较好的效果。     

地面站频率不稳定对航天器跟踪性能影响的分析

针对地面站的频率标准对航天器跟踪性能影响的问题,采用双向跟踪模式建立了多普勒测速跟踪系统模型。研究了频率标准的确定性和随机性起伏对无线电多普勒测量的影响。分析表明,时间统一系统的不准确和不稳定导致的频率标准不理想,是无线电跟踪测量的主要误差源,进一步推导了Allan方差、取样时间以及电波往返传输时间与地面站系统多普勒测速精度的关系。通过铷、铯、氢原子频率标准的仿真实验,验证了分析方法的有效性。     

任意沿轨基线长度双孔径SAR-ATI动目标检测方法

提出了一种适用于沿轨迹排列、任意间距的双孔径天线ATI动目标检测方法,应用于地形高度有起伏的地杂波环境,给出了相应的测速、定位公式。针对在图像域中难以直接实现非整数像素配准的问题,分别在时域和多普勒域中给出了两种解决方法,实现了图像的高精度配准,并在整个观测带内动目标检测的条件下结合聚焦深度的概念给出了具体的实现过程。最后比较了不同波段对该方法的影响,得出了波长越长,测速与定位精度越高,最大可检测不模糊速度提升的结论。仿真结果表明,在不考虑系统噪声的前提下该方法可以实现精确的测速与定位。     

基于周期图的瞬时GPS信号测速仿真研究

在某些特定的应用情况下,GPS接收机接收到的信号是非连续,或者是间段瞬时的.如何合理有效地利用间段的瞬时GPS信号进行定位、测速是个很有意义的课题.考虑在瞬时信号情况下GPS的测速问题,针对片段信号的特点提出了基于经典谱估计方法测量载体速度的方法.首先应用周期图法估计片段GPS信号的多普勒频移,计算视距变化率,然后建立视距变化率方程,进而求得接收机的速度.通过Matlab模拟的信号和GPS仿真器模拟产生的高动态信号仿真验证了多普勒频移的估计精度和用户速度的测量精度.     

随机激励结构-声场耦合振动声学数值仿真研究

结构随机振动产生的噪声场为随机声场,其数值仿真对随机振动结构的降噪设计有重要意义。建立了结构-声场耦合随机振动的有限元模型,推导了声学响应函数的计算方法,利用声学响应函数和激励谱密度函数推导了响应声压的自谱密度函数。以薄板和三维声场耦合随机振动为算例,计算了1Hz～200Hz的声学频率响应函数,并计算了系统受常谱密度和变谱密度随机载荷激励时系统的声学响应。理论推导和实例结果表明,随机振动的声学响应特性取决于声学频率响应函数和激励谱密度函数。     

鱼雷自导系统半实物仿真方法研究

介绍了鱼雷自导系统的几种半实物仿真方法,分析了各自的特点。针对电子注入方法进行了详细的研究,该方法有硬件系统比较简单,成本相对较低、可快速实现等特点。在有针对性的水声对抗仿真实验中,进行了具体的设计和实施。该方法对进一步提高水声对抗器材评估结果及系统的可信度有着较大的帮助。     

基于VR的水电站调度三维图形仿真研究

研究了基于VR的水电站调度三维图形仿真,应用先进的图形技术及VR技术,提出了基于VR的水电站调度图形仿真方法;结合数值理论,提出了水电站图形仿真所包括的三种数学模型;建立了水电站图形仿真数字模型,提出了场景实体、水流实体及水流粒子的数字建模方法;基于虚拟现实技术,实现了可实时交互的水电站调度虚拟场景;进行了工程实例分析,介绍了该方法的应用。     

频率步进雷达距离像互相关测速补偿算法

测速补偿是宽带雷达信号处理的关键.目前宽带雷达系统一般采用窄带信号测速、宽带信号成像,导致工作效率降低、体系复杂.深入研究了一维距离像互相关测速法,提出了实包络互相关和复包络互相关两种处理方法,并详细分析了二者的区剐,给出了理论测速性能.理论分析和仿真表明,采用距离像复包络互相关处理,即使距离像存在严重波形发散,无需先进行粗测速补偿,仍能精确测速且具有良好的抗噪性能,使得宽带频率步进雷达实时自测速补偿成为可能.     

混沌测量仿真中的噪声模型研究

混沌测量方法适用于强噪声中正弦信号的参数测量,用Simulink对此类方法进行仿真实验验证和效果评估时,需要研究混沌测量仿真系统的形式,尤其是噪声的建模及其参数设置,以保证实验结论的正确性。仿真系统的形式包括仿真模块及其参数设置,据此仿真系统的形式分为三种。利用非线性随机微分方程的数值积分法对积分模块进行分析后发现:不同的仿真系统形式对应两种不同的噪声模型。根据噪声的统计特性和维纳-辛钦定理求出了这两种噪声模型的平均功率和带宽,为混沌测量仿真中噪声模块的参数选择提供了理论依据。     

正交频分复用循环移位扩频水声通信

针对常规直接序列扩频水声通信数据传输速率低及M元扩频水声通信接收机复杂度高的问题,提出了一种正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)技术和循环移位键控(cyclic shift keying, CSK)技术相结合的调制方式,该调制能很大程度地提高系统的带宽使用率。从理论上对该方法在高斯白噪声信道条件下的误码率进行了分析。同时,采用Chu序列作为扩频序列,通过理论推导得出其峰均功率比(peak to average power ratio,PAPR)的上限为3dB。利用实际湖试测量得到的多径信道模型,与DSSS-OFDM方法进行了误码率性能的分析比较。结果表明,新提出的方法具有很好的抗多径性能,且具有带宽利用率高、复杂度低的特点,适用于中、远程及多用户水声通信。     

一种自治水下机器人垂直面路径规划算法

提出了一种基于模糊推理系统(FIS)的自治水下机器人的垂直面运动路径规划算法，并进行了仿真验证。该算法根据当前水下机器人所处的深度和距离海底高度数据，通过模糊推理系统得出期望的航行深度，以避免超深、超浅以及触底等情况的发生，并尽量满足多普勒速度仪(DVL)对距离海底高度的要求。计算机仿真的结果表明该算法是可行有效的，满足自治水下机器人的系统要求。     

一种基于OpenHaptic的软组织有限元形变模型

OpenHaptic是基于PhanToM设备的力反馈模拟编程环境,与原来常用的GHOST SDK编程环境相比有着不可替代的优势;因此,在OpenHaptic环境下进行力反馈相关研究具有十分重要的意义。充分探究了采用OpenHaptic进行空间力反馈模拟的实现方法,在分析现有软组织形变模拟方法的基础上,根据软组织形变模拟对真实感与实时性的要求,建立了一种基于有限元计算模型的形变处理方法。实验结果表明软组织有限元形变模型在OpenHaptic环境下完全满足软组织形变模拟的真实感与实时性要求。较早地探究基于OpenHaptic环境的虚拟手术相关实现技术并做出相应的研究成果对于基于OpenHaptic环境的虚拟手术相关研究具有重要的参考价值。     

水声通信中多普勒频移补偿的仿真研究

在水声通信中，收发双方存在相对运动时产生的多普勒频移将严重恶化载波恢复和符号同步。因此多普勒频移补偿是水声通信的关键技术之一，并日益受到人们的重视。提出了一种全新的、适用于收发双方存在较大相对速度时的多普勒频移检测和补偿技术。同时对与之相关的模糊度函数法、数据帧插入信号的选取、信号采样率转换、插值因子的确定与插值等问题进行了研究，通过仿真试验对多普勒频移方法进行了验证，并对其性能进行了分析。     

基于壁面滑移的疏水通道减阻特性仿真研究

基于壁面滑移理论,对层流状态下具有不同滑移条件的疏水通道进行了数值模拟。仿真过程中,提出了一种基于壁面剪应力公式模拟疏水通道滑移边界的方法。结果发现,流量一定时,疏水通道的无量纲压降比随滑移速度的增加而增加;疏水通道的滑移长度与无量纲压降比之间存在一一对应关系,滑移长度从4.82μm增加到66.54μm时,无量纲压降比从1.41%增加到16.62%,与理论推导结果有很好的吻合,表明本文提出的利用壁面剪应力公式模拟疏水通道滑移的方法是可靠的。     

机电控制系统的仿真研究

在分析直流电机与曲柄摇杆机构数学模型的基础上,针对这类非线性、复杂系统的模型特点,提出了一种Matlab/simulink与m函数嵌套的建模方法,完成了直流电机—曲柄摇杆机构的simulink模型。为了获得稳定的曲柄转速,提出了基于CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller小脑神经网络）与PID并行的控制算法。仿真结果表明,该建模方法可行,控制方法能有效地降低曲柄的速度波动。