无人飞行器Ad hoc网络中基于容错的中继节点配置

针对无人飞行器Ad hoc网络的容错设计需求,采用增加中继节点的方法实现。在二维平面同构网络中,将容错问题转化为边长受限条件下最少数量Steiner点的Steiner树问题。提出了两种基于最小成本子图的中继节点配置算法,以求解最少数量的中继节点及其位置,使改变后的网络拓扑图为顶点2-连通,实现容错。第一种为多项式时间的8-近似算法;第二种为随机近似算法,采用文化基因算法,搜索需要新增加的最小成本强化边组合。仿真结果表明了所提算法的有效性,当网络规模较小和中等时,随机近似算法得到的中继节点数量较少,平均情况下性能较优。     

仿真技术的发展及其在无人飞行器效能分析中的应用

本文讨论了仿真技术发展的特点及其应用,介绍了仿真与人工智能、计算机图形学以及面向对象技术的联系。文中的三个示例用来说明仿真技术在无人飞行器效能分析中的应用。     

临近空间无人飞行器再入轨迹快速优化及跟踪

为适应临近空间无人飞行器再入返回时高动态、强约束的特点,提出了一种轨迹快速优化方法:将再入参考轨迹优化问题转化为多维非线性规划问题,并通过SQP方法求解.轨迹优化时将参考阻力加速度曲线表示成能量的分段线性函数,并通过推导得到航程预测和总吸热量的解析表达式,避免了传统优化过程中的积分计算,提高了优化速度.轨迹跟踪时采用反馈线性化方法得到制导律,并借助轨迹在线更新技术补偿跟踪误差,使得制导精度大大提高.     

云层信道光通信链路误码率及性能改善途径分析

云层粒子多次散射引起激光脉冲时间扩展,造成接收信号出现码间串扰.首先使用蒙特卡洛光线追踪法对不同云层光学厚度下,云层的激光脉冲时间响应进行了仿真,并将仿真结果拟合为双Gamma函数.然后建立了云层信道最大码元传输速率计算模型和带均衡的云层信道时间响应模型,并推导出考虑码间串扰时的系统误码率计算模型.通过仿真得出:数据传输速率自适应和信道均衡能有效地对云层多次散射效应进行抑制,改善系统误码率性能.     

穿透性制空下无人飞行器发射母机作战体系及关键技术

穿透性制空是应对反介入/区域拒止环境的一种重要手段。在该作战需求下,无人飞行器发射母机因载荷数量和种类优势、作战距离和时间优势、研制周期和成本优势受到广泛关注。在梳理无人飞行器发射母机相关概念发展和支撑研究的基础上,设计了无人飞行器发射母机作战体系的组成系统、作战过程、作战事件追踪、信息交互等顶层作战概念。从复杂环境下战场态势智能认知、可信可靠远距离弹性通信、多无人飞行器仿生自主决策与协同、无人飞行器货仓内通用发射控制四个方面展望了体系关键技术,以期推动无人飞行器发射母机作战体系开发研制与技术储备,为体系流程和功能的仿真与评估提供理论基础和建模框架。     

慢跳频系统捕获方案选择及性能分析

本文针对慢跳频系统的同步,提出一种短码引导长码的串序捕获方案,并对其它几种捕获方案的优劣进行了比较,对同步电路设计中积分器设计的两种方法也进行了阐述。实验结果表明了该系统的可行性。     

乘波体前体/进气道优化设计及性能分析

在以圆锥流场生成乘波体外形基础上,对乘波体前体和冲压发动机进气道进行了优化设计。乘波体前体以设计点（Ma=4.5）为优化基础,综合考虑在各个飞行马赫数下的最佳气流转角问题。数值模拟结果表明,该方法设计的乘波体外形符合乘波反设计原理,在整个飞行马赫数范围内发动机的进气道性能良好。     

汽车优化设计及性能仿真系统

在建立的汽车动力传动系统主要零部件的结构优化设计,零部件总成到整车系统各层次的运动学动力学及其相互作用的数学模型,以及汽车主要性能计算、优化计算的众多数学模型的基础上,应用MATLAB/Simulink强大的科学计算和绘图功能开发出汽车优化设计和性能仿真系统.该系统具有汽车动力传动系统主要零部件结构优化设计计算功能;发动机、变速器、驱动桥、轮胎和整车等部件和总成物理特性模型的建立和管理功能;汽车动力性、燃料经济性等主要性能的计算功能;以及动力源、传动系统速比等参数的优化选择和设计计算等功能.与类似功能的专业商业软件和大量的试验数据的对比测试结果表明本系统具备足够高的工程计算精度.该系统已成为长安公司汽车设计开发过程中一个有力的设计计算和分析工具.     

不均等双向解码转发机会中继通信性能分析

双向中继通信在保证传统单向协同通信空间分集收益的同时提高了频谱利用率。在双向不等速率要求场景下,针对结合解码转发网络编码的双向机会中继通信系统模型,给出了系统通信的近似中断概率闭式表达,并且提出了已知信道瞬时信息条件下的功率优化分配方法。仿真结果分析验证了解码转发双向机会中继通信的中断概率性能,表明在功率优化分配后和中等信噪比条件下,解码转发双向机会中继通信比模拟网络编码方式有2~3 dB的收益。     

基于中继选择的星地协作传输系统性能分析

由于星地混合协作网络（hybrid satellite-terrestrial cooperative network,HSTCN）能显著提升卫星通信的服务质量,近年来受到了国内外学者的广泛关注,分析了基于中继选择的星地协作传输系统的性能。首先,在卫星和地面用户之间存在直达链路,并且所有中继节点在采用门限判断译码转发协议辅助卫星通信的情况下,得到用户端经过最大比合并后的输出信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）表达式。其次,针对卫星信道服从阴影莱斯分布,而地面信道服从Nakagami-m分布,推导出随机选择和最佳选择两种中继选择策略下系统的中断概率闭合表达式。接着,进一步得到高信噪比条件下中断概率的近似表达式,为分析各种参数对系统性能的影响提供了更加便捷的方法。最后,计算机仿真不仅验证了理论推导的正确性,而且定量分析了协作传输带来的好处,从而为HSTCN技术的实际应用提供理论依据。     

基于共线度的传感器网络节点定位性能分析

节点定位是无线传感器网络一个很重要的研究内容。提出一种新参数——共线度来分析一组三个参考节点的不同部署对传感器网络节点定位性能的影响,同时从理论上提出并证明了该参数对定位性能影响程度的两个定理。仿真实验显示:该参数有助于分析传感器网络节点的定位性能,并为选择良好的参考节点组合来进行有效定位提供了一个可行的参考指标。     

无人机全局航路规划技术仿真

针对不同强度威胁源构成的飞行环境,提出了一种基于人工势场法和遗传算法相结合的无人机全局航路规划方法。该方法对威胁进行Delaunay三角网划分,按照穿越三角形边的方向及顺序设计了一种二进制编码方法;把威胁当作斥力源,初始路径当作质量-弹簧链路,求解链路的受力方程,得到该穿越方式下的局部最佳航路;最后利用遗传算法获得威胁网络下的全局最优解。经过三种不同参数情况下的计算机仿真,结果证明该方法能够得到给定的威胁指标下的全局最优航路。     

SAR图像目标增强模型最优性能分析

研究用于SAR图像目标增强的lk范数正则化方法的最优性能.从有偏参数估计的统计性能极限角度,将达到渐进最小总方差的参数估计看作目标增强的最优效果.根据Bayes框架以及罚最大似然估计原理,研究了达到最优性能时正则项需满足的条件,该条件与图像大小、信号统计分布以及观测数据噪声方差有关,可为模型设计与迭代算法设计提供依据.并证明了仅当噪声方差较小时lk范数约束才能使得处理结果达到该最优估计性能.仿真实验验证了该结论的正确性.     

载人飞船月地返回轨道优化设计与特性分析

针对载人飞船月地返回飞行任务,提出一种基于双重优化算法的两层串行求解策略。轨道初步设计阶段,在改进的双二体模型下采用差分进化算法与序列二次规划算法相互补的双重优化算法进行轨道初值的求解。高精度修正阶段,在高精度模型下利用序列二次规划算法修正了初步设计的结果。仿真算例的结果验证了该策略的有效性和可行性,并显示出求解精度高、收敛性好的特点。最后,利用该方法进行了大量的仿真计算,对月地返回轨道可达域、速度增量等轨道特性展开了分析。     

基于运动补偿的小型无人机云台控制器设计方法

云台安装的摄像机可用于基于视觉的小型无人机目标跟踪与定位。分析了无人机平移和旋转运动对目标在图像平面成像的影响,推导了机体角速度与云台姿态角速度转换矩阵,设计基于运动补偿的云台控制器将无人机速度和机体角速度引入云台控制器输入,补偿因无人机运动引起的摄像机视线改变,并利用目标在图像平面的位置偏差修正摄像机跟踪误差。仿真实验表明所设计的云台控制器可提高目标跟踪精度,减少云台抖动。     

Multi-power multi-radio传感网中联合调度、信道和功率分配的最优路由策略

研究了multi-power multi-radio无线传感器网络中联合调度、信道和功率分配的最优路由问题,并利用线性规划方程设计了该问题的最优路由方案,同时联合解决了链路调度、信道和功率分配问题.然后针对最优路由问题的NP复杂性,设计了有效的多项式时间解决方案.实验结果表明,提出的联合优化的路由方案能有效地减小端到端的传输时延和能量消耗.     

CWNs中机会协作传输策略及其差错性能分析

在主用户和感知用户共存的认知无线网(cognitive wireless networks, CWNs)中,针对如何在保证主用户有效传输的同时满足感知用户无线业务通信要求的问题,提出了一种基于频谱感知的机会协作传输策略。在瑞利衰落信道下对所提方案进行理论分析,给出了协作传输与非协作传输策略下平均误比特率的解析表达式,理论分析和仿真结果表明,相对于传统非协作传输而言,机会协作传输策略的差错性能得到明显改善。     

Optimal design for a retrial queueing system with state-dependent service rate

This paper considers a single server retrial queue in which a state-dependent service policy is adopted to control the service rate. Customers arrive in the system according to a Poisson process and the service times and inter-retrial times are all exponentially distributed. If the number of customers in orbit is equal to or less than a certain threshold, the service rate is set in a low value and it also can be switched to a high value once this number exceeds the threshold. The stationary distribution and two performance measures are obtained through the partial generating functions. It is shown that this state-dependent service policy degenerates into a classic retrial queueing system without control policy under some conditions. In order to achieve the social optimal strategies, a new reward-cost function is established and the global numerical solutions, obtained by Canonical Particle Swarm Optimization algorithm, demonstrate that the managers can get more benefits if applying this state-dependent service policy compared with the classic model.     

再入机动飞行器最优轨迹设计与跟踪

提出了一种再入机动飞行器（maneuvering reentry vehicle, MRV）的最优制导与控制方案。针对MRV再入机动轨迹优化问题,提出了新的基于Gauss伪谱优化方法的分段优化策略;由产生的最优参考轨迹,生成系统的外环最优制导指令。接着利用轨迹线性化控制（trajectory linearization control, TLC）方法设计系统的内环控制律。基于MRV完整的非线性六自由度模型,仿真表明提出的再入轨迹优化设计方法是有效的,而且内环TLC控制器可以准确地跟踪外环的最优制导指令和最优轨迹,并对系统未建模特性和参数不确定性具有一定的鲁棒性能。