水声矢量信号的希尔伯特黄变换仿真研究

将希尔伯特黄变换应用于水声矢量信号处理之中,提出了矢量希尔伯特黄变换法(矢量HHT).新方法先对水声矢量信号进行经验模态分解(EMD),再对各阶本征模态函数(IMF)信号作希尔伯特变换和矢量信号处理.经理论推导和仿真研究,矢量HHT不仅继承了矢量信号处理和希尔伯特黄变换二者原有的优点,而且比常规方法有着更高的处理增益.     

航天电子设备多余物检测信号特性的影响因素分析

依据微粒碰撞产生声波的机理,运用频谱分析法,系统地研究航天电子设备多余物噪声检测过程中各操作变量和微粒物理参数对声波频谱的影响。通过单因素试验,详细分析了微粒粒径、微粒材质属性、振动力学条件中加速度和频率等4个因素对声音信号频谱分布的影响规律。同时,采用正交试验法确定了关键影响因素为微粒材质属性,并提出了微粒材质和粒径识别的可行性。该结果为进一步识别多余物微粒的参数提供了指导依据。     

EMD新算法及其应用

经验模态分解（ENID）算法是Hilbert-Huang变换（HHT）的核心算法，它的分解效果依赖于包络线的生成算法和端点延拓算法。采用分段幂函数插值算法求包络成。结合一种改进的端点延拓算法。得到了一种新的EMD算法。分析了分段幂函数插值算法的收敛精度。从数学角度解释了选取该插值算法的原因．最后，结合一个股票模型的仿真结果说明新的EMD算法效果更好。     

一种基于再生核的经验模态分解算法研究

经验模态分解(EMD)算法是Hilbert-Huang变换(HHT)的核心算法,它的分解效果依赖于包络线的生成算法和端点延拓算法。采用再生核算法求包络线,得到了一种新的EMD算法。分析了再生核函数的局部逼近及收敛,从数学角度解释了选择该算法的原因,最后针对两种非线性信号给出了仿真结果,表明该算法的有效性。     

基于极值域均值模式分解的语音增强方法

增强低信噪比(signal to noise ratio, SNR)下的语音质量是语音识别需要解决的问题。在众多增强方法中,经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)是目前应用最为广泛的一种方法。针对EMD在对语音进行增强时存在端点效应的问题,研究了极值域均值模式分解(extremum field mean mode decomposition, EMMD)方法。该方法改变了EMD只利用信号的极值点信息的单一做法,充分考虑输入信号所有信息,计算信号极值点间所有数据的均值,可以有效解决EMD中的端点效应问题。因此,提出了基于EMMD的语音增强方法,实验结果表明EMMD方法的引入,消除局部数据中隐含的支流分量,避免了EMD方法的端点效应问题,明显提高了带噪语音的SNR,改善了语音的质量。     

锋电位检测信号的EEMD去噪方法研究

神经元锋电位(spike)是研究大脑信息编码的基础,因其宽带、小幅值等特点而极易受噪声干扰。针对spike信号的间歇性及非平稳性,采用经验模态分解(EMD,Empirical Mode Decomposition)的改进算法--整体平均经验模态分解(EEMD,Ensemble Empirical Mode Decomposition)对spike检测信号进行分解并结合小波阈值法进行去噪。EEMD能将信号中间歇性成分有效分离出来,解决了EMD产生的模态混叠问题。基于仿真和实测数据将其与EMD去噪方法及多元小波去噪法进行比较,结果表明:EEMD去噪方法不仅有效提高了spike检测信号的信噪比,而且降低了spike波形的畸变。在3种去噪方法中,EEMD去噪方法效果最为显著,对仿真信号的信噪比平均提高了4.177 2d B。为随后spike信号的分类和信息编码奠定了良好基础。     

基于EMD的降雨径流神经网络预测模型

针对小波变换方法的不足,运用EMD方法对黄河兰州以上二级水资源分区45年（1956--2000年）的年降雨量序列进行多时间尺度分析,发现该区域年降雨量存在准3年、准4--8年、准11年波动周期,并探讨了各IMF分量的物理背景及其趋势变化;然后以年降雨量的EMD分量为输入,以相应的年径流量为输出,建立了基于EMD的年降雨径流BP神经网络预测模型. 研究结果表明：EMD作为一种全新的信号处理方法,可以对水文时序进行精确的多时间尺度分析,进而掌握其局部变化规律,为人工神经网络提供高质量、多层次的输入变量,显著提高模型质量.     

利用频移滤波的直扩信号循环谱检测

循环谱检测方法能在较低信噪比下检测信号,频移滤波（FREquency-Shift）滤波器具有很好的抑制噪声能力。文中在循环谱检测信号之前,引入频移滤波技术,在循环频率域对信号进行滤波,以降低噪声对信号的影响,从而提高循环谱对信号的检测能力。仿真结果表明,本文方法可以在-15.5dB下检测到直扩信号和-8.5dB下估计伪码速率。     

导引头的EMD-KF组合滤波方法

在拦截大机动来袭目标时,拦截弹视线角速度呈无规律的非线性变化,导引头对自身测量信息滤波存在一定困难。针对这一背景本文提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)和卡尔曼滤波(Kalman filtering, KF)相结合的导引头滤波降噪方法,发挥经验模态分解处理非平稳信号的自适应特性,并通过卡尔曼估计削弱经验模态分解方法中“边界效应”的影响。仿真表明,该方法对于具有强非线性特性的视线角速度信号有较好的自适应滤波效果。     

Multi-component LFM signal detection and parameter estimation based on Radon-HHT

A new method is proposed to analyze multi-component linear frequency modulated （LFM） signals, which eliminates cross terms in conventional Wigner-Ville distribution （WVD）. The approach is based on Radon transform and Hilbert-Huang transform （HHT）, which is a recently developed method adaptive to non-linear and non-stationary signals. The complicated signal is decomposed into several intrinsic mode functions （IMF） by the empirical mode decomposition （EMD）, which makes the consequent instantaneous frequency meaningful. After the instantaneous frequency and Hilbert spectrum are computed, multi-component LFM signals detection and parameter estimation are obtained using Radon transform on the Hilbert spectrum plane. The simulation results show its feasibility and effectiveness.     

基于PRI捷变的雷达通信一体化共享信号设计方法

雷达通信一体化能有效提高频谱利用率, 减小电子设备体积, 是多功能综合一体化电子系统的主要研究方向之一。本文在随机脉冲重复间隔(pulse repetition interval, PRI)雷达的基础上, 提出一种新的基于PRI捷变的雷达通信一体化共享信号设计方法。通过改变发射信号的PRI, 将通信信息嵌入到发射信号中, 在雷达信号处理端, 引入压缩感知理论来完成方位向相参积累, 并实现对目标速度的超分辨估计; 在通信信号处理端, 通过检测脉冲的PRI来完成信息的解调。仿真试验表明, 所提方法在保证雷达探测性能的前提下, 可实现通信信息的稳定传输。     

随机冲击影响的非线性退化设备剩余寿命预测

退化设备的剩余寿命(remaining useful life, RUL)预测是当前可靠性领域研究的一个热点问题。基于Wiener过程,提出一种考虑随机冲击影响的非线性退化设备RUL预测方法。首先,设备连续退化过程用一个非线性Wiener过程描述,而冲击导致退化水平突变的影响由一个复合泊松过程刻画;其次,基于所建立的退化模型和首达时间概念,推导出剩余寿命概率密度函数及其近似解析解,极大地减少了数值计算时间,并提出一种基于期望最大化算法的模型参数估计方法。数值仿真和航天锂电池实例验证表明,所提方法提高了RUL预测的准确性,对于解决存在随机冲击影响的设备RUL预测问题具有一定的理论指导意义。     

基于RS-DBN的电子对抗目标清单生成方法

由于电子对抗作战目标类型和工作方式多样, 变化速度快, 有效信息难以充分获得, 且在不同作战阶段呈现出不同特点, 使用传统评估方法难以对其等级排序实施精确评估。对此, 提出一种基于随机集的动态贝叶斯网络电子对抗目标等级评估方法。首先，对电子对抗作战目标清单生成方式进行梳理, 确定了评价指标体系, 并根据作战阶段的变化特点，结合动态贝叶斯网络完善了评价体系。然后, 充分考虑作战过程中数据获取不完整的特点, 通过引入随机集方法将传统贝叶斯网络的节点参数求解方法进行拓展, 使用区间数学的思想得到了较为准确的动态贝叶斯网络节点参数。最后，进行了案例仿真计算和结果分析, 并对节点概率确定方法进行算法复杂度讨论。结果表明，所提方法更加适合样本不完整的军事评估问题, 评估结果与实际作战基本一致, 使用的算法具有高效性、适用性和推广性。     

基于随机网络模拟的航天项目风险分析和评估

鉴于各种不确定性因素对航天三项关键参量(战术技术指标,进度和费用)影响的重要性,应用随机网络理论和方法,建立了航天项目研制过程的随机网络模型,对航天项目进度风险和费用风险进行了定量化分析和研究。以一个典型航天项目为例,构建了其研制过程每一阶段的随机网络模型,并进行了求解和分析,得出了富有价值的建设性结论。     

基于HGERT网络模型的退化型失效可靠性评估

针对退化型失效的复杂装备系统,提出基于隐图解评审技术(hidden graphic evaluation and review technique,HGERT)网络模型来进行系统可靠性预计和评估的方法。图解评审法(graphic evaluation and review technique,GERT)网络中的节点代表装备失效过程中正常状态到失效状态的转移,通过传感器将反映系统隐性状态的性能特征参数进行量化输入,从而将GERT网络中的各个劣化状态节点进行展开。应用Viterbi算法对模型参数进行解码和学习,确定退化型失效系统状态转移概率。将装备运行中所处的工作应力、环境载荷等影响性能衰退的因素作为输入,将关键性能指标退化量作为输出,建立装备性能退化的一般控制模型并将其作为GERT网络活动传递的随机变量。借助于信号流图理论对参数进行解析,监测系统处于不同状态时的性能退化水平,为故障预测和装备健康管理提供支持。案例通过对铣床性能退化量的分析,证明所构模型的可行性和合理性。     

航天软件审查的实施方法及应用经验

软件审查是一种在软件生存周期内尽早发现和消除软件缺陷的有效方法。该方法包括三大要素 :审查员、审查对象和审查过程。结合我们在航天型号软件开发过程中的软件审查实践 ,分别介绍了软件审查人员的分工和职责、审查的对象和目的 ,以及审查的过程 ,并阐述了我们在航天型号软件审查实践中的结果和体会。     

Trajectory linearization control of an aerospace vehicle based on RBF neural network

An enhanced trajectory linearization control （TLC） structure based on radial basis function neural network （RBFNN） and its application on an aerospace vehicle （ASV） flight control system are presensted. The influence of unknown disturbances and uncertainties is reduced by RBFNN thanks to its approaching ability, and a robustifying itera is used to overcome the approximate error of RBFNN. The parameters adaptive adjusting laws are designed on the Lyapunov theory. The uniform ultimate boundedness of all signals of the composite closed-loop system is proved based on Lyapunov theory. Finally, the flight control system of an ASV is designed based on the proposed method. Simulation results demonstrate the effectiveness and robustness of the designed approach.     

跳频电台互调干扰估计的蒙特卡罗方法研究

在战场条件下,密集的用频装备之间所产生的互调干扰会造成信号严重失真,影响指挥通信控制系统（C3）的正常运转。针对电子战仿真环境中工作在VHF频段战场跳频电台之间的互调干扰问题,分析了互调干扰发生的时间、频率和功率条件,以及跳频电台随机位置和阴影效应的影响。研究了决定互调干扰概率的3个条件概率：两个及以上活跃信道的概率、活跃信道中信号频率满足互调干扰频率条件的概率和信号功率满足互调干扰功率条件的概率。在此基础上提出了基于蒙特卡罗方法的战场环境下跳频电台的互调干扰概率估计算法,并分别针对2路、3路信号的3阶互调干扰的仿真结果进行了仿真验证。仿真结果表明,提出的战场环境下跳频电台互调干扰概率估计方法,可以有效地对互调干扰概率进行估计,估计结果对于战场环境的电子战仿真以及战场的作战指挥具有一定的指导和借鉴意义。     

宽带雷达通信一体化波形设计与雷达成像方法研究

雷达与通信系统一体化可以实现电子资源的共享。提出并设计了一种宽带雷达通信一体化波形--随机调制线性调频步进信号,在实现雷达成像的同时实现数据通信。该信号充分利用现有的随机步进线性调频信号波形设计上的高度灵活性特点,以其子脉冲的载波频率调制通信数据,以子脉冲调频斜率的方向表示地址信息,实现了点到多点通信;分析计算了一体化信号下的信道容量、多址信号的正交性和接收机错误概率等通信性能指标;提出了随机化预处理方法来解决一体化信号在雷达成像中的问题,利用统计相关法实现宽带雷达的一维距离成像,提出并推导了部分参数对成像效果的影响。最后,从通信和雷达成像两方面仿真验证了该一体化信号的可用性和有效性。