飞行模拟器洗出算法多重滤波信号补偿优化研究

针对经典洗出算法在应用于飞行模拟器时存在的信号丢失以及适应性不强的缺陷，提出一种多重滤波信号补偿的洗出算法优化方案。分析经典洗出算法中信号丢失的环节，截取丢失信号并采取深度滤波策略进行深度滤波，依据人体感知误差与运动平台的动作余量，将多重滤波后的信号以自适应的比例分别补偿到洗出算法3个通道中，实现最大程度上减小信号损失，从而减少人体感知误差。对经典洗出算法和改进洗出算法进行对比仿真和试验，结果表明改进洗出算法有效降低了人体感知误差，减少了信号丢失，改善了相位延迟，同时充分利用了运动平台的工作空间，增加了动感逼真度。     

基于改进SFAM多分类器的SLFS逼真度评估

持续载荷飞行模拟器(SLFS),是飞行模拟器从"无持续载荷模拟功能"到"有持续载荷模拟功能"的技术跃升,能够实现逼真的模拟实战飞行训练.因为有了持续载荷模拟功能,人体感知模拟环节提升到核心地位,逼真度评估方法必须与之相适应.利用数据挖掘中分类算法对模拟器的开环逼真度和闭环逼真度按不同权重进行层次评估.简化自适应谐振神经网络(SFAM)具有优良的分类性能和更快的收敛速度,但也存在当输入模式类属间差距较大时分类出错以及分类稳定性的缺陷.为了改善网络性能,采用自适应警戒参数的方法对网络进行优化;采用多SFAM分类器集成复合的方法克服分类缺陷.经试验,改进的多SFAM分类器在对影响持续载荷模拟飞行逼真度的各种因素分类过程中表现了较高的分类精度,是一种有效的适应持续载荷飞行模拟器的逼真度评估方法.     

基于粒子系统的实时雨雪模拟

雨雪效果的模拟可以大大提高飞行模拟器视景的逼真度，粒子系统是模拟雨雪效果的有效方法。在分析粒子系统的基础上，提出了一种模拟雨雪的实时算法。该算法的基本思想是将全部雨雪粒子分布于眼点前的视区内，高效率地利用有限的粒子来渲染场景。通过恰当选择粒子数量和粒子模型，该算法可以生成逼真的视觉效果并满足视景系统实时性的要求。     

分布式多传感器系统航迹关联算法研究

针对三局部节点的航迹关联算法，提出基于关联检验与最优分配相结合的新算法。该方法利用各局部节点关于目标的状态估计确定关联检验的门限，避免了一些来自不同航迹关联对的关联代价的计算，减轻了系统的计算负担。且由于关联检验过程排除了部分来自不同航迹但代价较低的关联对，减小了系统误差，进而降低了错关联概率。仿真试验表明，该算法省时、有效，是一种具有自适应优化能力的航迹关联算法。     

基于VR运动模拟器的体感模拟算法的研究

针对VR(Virtual Reality)运动模拟器使用的经典体感模拟控制算法存在相位延迟、虚假暗示的缺点导致虚实运动一致性不够,引发VR晕动症的问题,提出了一种改进体感模拟算法。改进体感模拟算法在经典模拟算法的基础上加入了前庭感知系统,对算法的输出误差进行反馈,采用模糊控制算法对输入加速度和角速度进行修正和预测,并且对虚拟现实中地形的起伏变化进行模拟。在MATLAB/Simulink中对改进体感模拟算法进行建模仿真,仿真结果表明改进体感模拟算法降低了相位延迟和虚假暗示,提高了虚实运动的一致性。     

MIMO干扰信道下基于自适应复合代价函数的干扰对齐预编码设计

在多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)干扰信道中,针对传统的单边干扰对齐(interference-alignment,IA)算法不能有效地保留期望信号而导致系统容量受限的问题,提出一种利用辅助中间变量实现单边IA的设计思想,并以此为基础,给出一种基于自适应复合代价函数(adaptive composite cost function,ACCF)的IA预编码设计方法。该方法首先定义期望子空间内的残留干扰和有用信号功率的自适应加权差作为代价函数;进而通过一辅助函数,将干扰抑制矩阵转化为中间变量,以构造复合代价函数;最后利用格拉斯曼(Grassmann)流形上的梯度下降法实现复合代价函数的优化求解。数值仿真结果验证了基于ACCF的IA方法在MIMO干扰信道中的有效性。     

基于自适应多小波网络预测模型的飞控系统故障诊断仿真研究

提出了一个基于自适应多小波网络预测模型的飞机机械故障诊断新方法,给出了自适应多小波网络的构造方法和训练算法。以某型飞机作动器为例的计算机仿真结果表明,该方法故障诊断的能力及实时性都得以提高。     

机载雷达三维空时自适应相关域降维算法

由于利用了俯仰维的自适应能力,三维空时自适应处理(three-dimensional space-time adaptive processing, 3D-STAP)能够获得比传统二维空时自适应处理(2D-STAP)更好的性能,但同时在运算量和采样数目的要求都将急剧增大。为了克服这个问题,提出了一种基于相关域的机载雷达三维空时自适应降维算法,即利用空时相关矩阵的子矩阵,将最优空时处理的二次代价函数转化为两个二次代价函数,并迭代求解这两个二次代价函数的两个低维权向量,所提算法能够明显降低计算复杂度和样本数目要求。基于仿真和实测数据的实验验证了算法的有效性。     

全氢罩式炉在线自适应优化仿真平台的开发

以全氢罩式退火炉(简称"全氢炉")为研究对象,分析了退火过程在线优化需求、现场监测布置情况和现场控制系统数据存储情况,建立了一套全氢炉退火过程在线自适应优化方法.结合已开发的全氢炉在线退火过程的数学模型和模拟仿真体系,借助数值模拟方法进行了全氢炉在线自适应优化仿真平台的开发.该仿真平台能够实现"人工在线启动优化"和"自适应在线启动优化"两种方式的响应,进行全氢炉冷轧钢卷退火过程的在线仿真,预测退火工艺制度的优化调整方案,同时也为新退火工艺、新钢种和新炉型的退火过程在线自适应优化的开发和改造提供了试验分析平台.     

认知无线网络自适应功率控制博弈算法

为满足认知无线网络环境下各认知用户的需求,综合考虑认知用户距离基站的远近、算法稳定性及用户间的干扰问题,使用非合作博弈论对认知无线网络中的功率控制问题进行建模,提出一种使用收益函数和综合代价函数共同表示效用的自适应功率控制算法,理论证明了该算法存在唯一的纳什均衡解。通过引入综合代价函数,使各认知用户在非合作博弈下包含了协作的行为,从而获得帕累托最优解。Matlab仿真表明,该自适应功率控制算法在满足不同用户对SIR需求不同的前提下,克服了远近效应,降低了认知用户的发射功率,实现了高频效和频谱共享的公平性。     

ADSL驾驶模拟器运动模拟逼真度的改进

提出了一种参数随输入信号改变的自适应滤波算法以改进传统的滤波算法进行模拟器的运动控制,仿真结果证明,自适应滤波算法能为驾驶员提供更为逼真的运动感觉。     

基于逻辑控制的双输入运动体感算法研究

针对飞行模拟器中的双输入经典洗出算法存在感知角速度信号丢失、相位误差、逼真度不足等问题.提出一种逻辑控制洗出算法:依据前庭系统理论改进经典洗出算法高通角速度通道结构,设计逻辑控制器和角位移连续发生器优化高通角速度通道和倾斜协调通道中的耦合角速度并稳定跳跃变化时洗出角位移,使改进率法更符合人体感知模型.在Matlab/S...     

结合非线性CS算法的UWB-SAR运动补偿

载机飞行不稳对SAR成像质量影响很大,对超宽带SAR系统尤其如此,提出了一种结合非线性CS算法的超宽带SAR运动补偿方法。通过采用引入高次相位补偿和非正交旁瓣抑制的改进非线性CS算法,减小了超宽带SAR成像中的相位误差。通过成像前的常规一阶运动补偿和距离徙动校正后的分块二阶运动补偿,有效补偿了超宽带SAR中的方位空变运动误差,提高了飞行不稳时的成像质量。该方法在运动补偿时考虑了方位空变运动误差随距离的变化,针对载机运动误差变化较快的情况也给出了处理办法。仿真和实测数据的处理结果验证了该方法的有效性。     

临近空间慢速平台SAR结合运动补偿的SCFT算法

针对临近空间慢速平台SAR轨迹运动偏差的空变性进行了分析.在二维频率域利用系统传输函数(STF)和变尺度傅里叶变换(SCFT)处理算法有效补偿了距离迁移和关于快时间波数的高阶相位,指出在运动补偿过程中,可将轨迹运动偏差分解成空不变项和空变项.在二雏频率域,结合一阶、二阶运动误差补偿的方法,提出了临近空间慢速平台SAR结合运动补偿的SCFT处理算法.最后,通过计算机仿真,验证了本算法的正确性.     

雷达高重频波形运动累积测距算法

提出了一类新的称为运动累积测距的测距算法,该测距算法基于运动效应通过雷达与目标间不同时刻的距离特点确定目标的距离值。运动累积测距算法工作在高重频(pulse repetition frequency, PRF)脉冲多普勒模式下,通过计算雷达接收回波的信号强度变化确定目标的位置。给出运动累积测距算法的理论、计算方法并在实验部分给出运动累积测距算法的仿真结果。实验结果表明雷达高重频波形运动累积测距算法可以准确地估计目标的距离值。     

虚拟地球场景的可视化建模与仿真

从地球自身模型出发,提出了按季风带划分大气云层实现其转动的新方法。为了提高拟真性,探讨了大气散射的成因,研究了大气散射算法并通过GPU编程实现,最后给出了基于多重纹理混合映射的星空背景模型。实验结果表明,这些方法可以大幅提高整个场景的拟真度,同时具备高实时性。可以被广泛地用于空间作战、探测等仿真任务。

Abstract：

Starting from the earth model,a new method was proposed that the rotation of atmospheric could be divided by monsoon belt.In order to improve the fidelity,the reason caused atmospheric scattering was investigated,and the scattering algorithm was studied and implemented by GPU programming.At the end,the star scene model based on multiple texture blending was given.The result of experiment shows that these methods have not only given a substantial increase in fidelity,but also guaranteed real-time rendering.It can be widely used in simulation of space battlefield and exploration.     

六自由度飞行模拟器体感模拟算法及仿真实现

针对国内首台直九飞机六自由度模拟器，研究了与之相应的体感模拟算法，并应用MATLAB及VC 建立了模型。在此模型的基础上，对一组实际飞行数据进行了仿真计算和分析。结果表明，该算法为充分发挥六自由度模拟器模拟能力提供了一种有效的方法。     

一对一超视距空战仿真中的机载雷达模型研究

为提高一对一超视距空战仿真的置信度,在考虑多路径效应、杂波、电子干扰、脉冲积累以及PRF选择的基础上,运用功能仿真法建立超视距空战机载雷达的数学模型。采用数值模拟法给出一对一超视距空战的仿真流程,以领先跟踪概率、跟踪距离、跟踪时间作为探测效能指标,运用蒙特卡洛法分析雷达自身性能和电子对抗方案对探测效能的影响。结果表明,此模型能够较好地模拟超视距空战中机载雷达的探测过程,合理可行。     

基于元胞自动机的云层实时模拟

云层的实时模拟是构造真实的虚拟自然环境的重要组成部分.然而,外观形状的不规则性和物理形成过程的复杂性增加了云层实时模拟的难度.在分析和研究现有云层建模和渲染方法的基础上,提出了一种基于元胞自动机的云层实时模拟方法,该方法的核心是采用元胞自动机理论对云层建模,使用风力函数对云进行控制;综合单散射和多重散射的方法构造云的光照模型;利用连续帧之间的相关性实现基于视点变换的云层实时渲染, 并利用Murakami的元球方法计算云的密度分布.实践证明该方法可以实时模拟具有较强真实感的云层.