面向目标的系统的系统建模方法

体系结构是系统的系统（ｓｙｓｔｅｍｏｆｓｙｓｔｅｍｓ,ＳｏＳ）构成的基础,是系统可靠运行和演进的依据。传统 的ＳｏＳ体系结构设计方法包括面向过程的结构化设计方法和面向对象方法等。它们均缺乏对ＳｏＳ中各利益相关 者的目的、意图和行为等的描述与表达。建立了用户需求符号（ｕｓｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｎｏｔａｔｉｏｎ,ＵＲＮ）这一目标建模 语言与美国国防部体系结构框架元模型间的对应关系。基于元模型,提出了ＳｏＳ目标建模的过程与思路,并以搜 索救援为例阐明了所提出的过程与思路。     

基于模态扰动传输线宏模型的快速无源性补偿方法

大多数传输线模型都不能保证无源性。针对基于特征方法的传输线宏模型,提出了一种快速无源性 补偿方法。相对于留数扰动策略,所用的留数特征值扰动方法,减少了自由变量的数目,从而大大减小了ＣＰＵ 时 间和内存需求,同时还可以满足在任意端接下的应用。此外还给出优化问题的解析解,进一步提高了仿真的速 度。最后,通过仿真实例验证了该方法的有效性。     

基于双领航者的多AUV协同导航系统可观测性分析

针对双领航自主水下机器人（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｖｅｈｉｃｌｅ,ＡＵＶ）协同导航系统编队设计对系统 可观测性的要求,采用非线性系统李导数可观测性分析方法以及矩阵条件数分析理论对基于相对距离量测的双 领航者协同导航方法的可观测性进行了定性和定量分析,得出了系统可观测性大小取决于主从ＡＵＶ 间的距离向 量以及从ＡＵＶ 速度向量之间的相互关系。针对从ＡＵＶ 处于运动、静止两种状态,分别采用扩展卡尔曼滤波技 术对双领航者协同导航算法进行了不同航迹条件下的仿真,对系统的可观测性条件进行了验证。     

高阶非线性系统的神经网络动态面控制

研究了一类非匹配不确定高阶非线性系统的跟踪控制问题。基于自适应增加幂次积分递推设计方 法,利用基神经网络的逼近特性,提出了一种自适应神经网络增加幂次积分动态面设计方法。在每个子系统中, 采用双极Ｓｉｇｍｏｉｄ函数设计期望虚拟控制律,保证了其可导性;引入一阶滤波器,避免了对期望虚拟控制律的微 分。仿真实例表明,所提控制方法能够保证闭环高阶非线性系统的状态量和跟踪误差半全局一致终结有界。     

基于序值与拥挤度的拟态物理学多目标算法

根据约束多目标优化问题的特点,在拟态物理学优化(aritificial physics optimization, APO)算法的基础上,将无约束多目标APO(multi objective APO, MOAPO)算法引入到约束多目标优化领域中。提出约束违反度的判断准则,并采取一种更为有效的约束处理技术,从而构造出一种解决约束多目标优化问题的基于序值与拥挤度的拟态物理学多目标优化(improved constrained rank multi objective aritificial physics optimization, ICRMOAPO)算法。在随机搜索过程中动态调整引力因子与惯性权重,增强了非劣解集的多样性。实验结果说明了该算法的有效性,通过与序值约束多目标APO(constrained rank multi objective APO, CRMOAPO)算法、非支配排序遗传(non dominated sorting genetic algorithm, NSGA)算法、多目标遗传(multi objective genetic algorithm, MOGA)算法的对比实验,表明了该算法具有较好的分布性能,为约束多目标优化问题的求解提供了一种新的思路与方法。     

临近空间飞行器再入段复合控制律设计

针对临近空间飞行器再入段的异构复合控制问题,提出了适合该类飞行器气动舵和反作用控制系统 的复合控制模式及其构型,并设计了相应的异构复合控制律。在此基础上完成了适合高空段的指令型控制器设 计和适合中空段的力矩型控制器设计,指令型控制器实现了高空段姿态的快速与平稳响应控制,力矩型控制器实 现了中空段姿态的精确跟踪与强干扰抑制控制。仿真表明所提方法的姿态角与舵偏角动态响应平稳,组合拉偏 下的跟踪误差小于０．５°,超调小于５％,满足临近空间飞行器姿态复合控制的工程设计要求。     

面向流程的保障体系集成建模方法研究

保障体系集成建模是对保障体系进行模型验证和分析的基础。以体系工程为基础,提出了面向流程 的体系概念层次关系图,构建了保障体系从使命到工作流程等各个层次的描述模型。基于Ｐｅｔｒｉ网模型与粒子群 算法,通过结构模型与活动模型的有机结合,得到了体系能力集成模型,实现了保障体系各层次模型的集成。在 实际案例中使用这些模型和方法进行了分析、建模,证明了模型和方法的有效性。     

改进的多贝努利滤波检测前跟踪算法

针对传统多贝努利滤波检测前跟踪算法中需要先验已知新生目标随机集的问题,提出一种改进算 法。首先,引入一种新的搜索机制,采用多个贝努利分量在全局范围内搜索新生目标,从而不必对目标的新生过 程进行精确建模。其次,引入一种新的回溯机制,先对每个贝努利分量进行编号,然后对存在概率超过确认门限 的分量进行回溯,从而得到每个目标的完整航迹。最后,引入边缘粒子滤波对多贝努利随机集进行近似,通过降 低采样空间的维度提高采样效率,进而改善滤波性能。实验结果表明,改进算法能够在新生目标随机集未知的条 件下,达到与理想情况接近的性能,因此具有良好的工程应用前景。     

模型驱动的系统体系结构仿真验证研究

在综合电子信息系统（ｃｏｍｍａｎｄ,ｃｏｎｔｒｏｌ,ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ,ｃｏｍｐｕｔｅｒ,ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ,ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅａｎｄｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ,Ｃ４ＩＳＲ）和航天维修等复杂系统建设前,对系统的体系结构进行仿真和验证是降低系统后期开发成本和风 险的有效方法。提出了基于系统体系结构中的活动模型、规则模型、动态模型和数据模型等向统一的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真 模型的映射方法,并基于模型驱动架构中的模型转换技术实现了前者向后者的自动转换,不仅能够提高仿真模型构 造的效率,还能保证仿真模型和体系结构模型的一致性。哈勃太空望远镜维修系统的体系结构仿真验证案例说 明了方法不仅能够验证系统体系结构模型之间的逻辑一致性,还能够对系统体系结构的性能进行有效预评估。     

马尔可夫矩阵修正IMM跟踪算法

传统交互多模型（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｍｏｄｅｌ,ＩＭＭ）滤波算法中,马尔可夫概率转移矩阵参数固定, 切换过程模型概率滞后。基于后验信息修正,扩展了一种在线更新马尔可夫概率转移矩阵的自适应跟踪算法,新 算法克服了原算法只能交互２个模型的局限性。在计算过程中,依据不匹配模型误差压缩率的更新信息,在线调 整先验马尔可夫概率转移矩阵,模型转换过程中更多地利用匹配模型的信息,而减小不匹配模型信息的影响,使 收敛速度得到了提高。最后通过多模交互３个当前统计模型（ｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ,ＣＳＭ）验证了所提算法的 有效性。