SMFSIA/CAG快速计算二维分形粗糙面的电磁散射特性

应用稀疏矩阵平面迭代/规范网格法(sparse-matrix flat-surface iterative approach and canonical grid method,SMFSIA/CAG)快速计算了二维分形粗糙面的电磁散射特性。在SMFSIA/CAG中,基于迭代法的原理,通过加快迭代收敛速度和加速矩阵向量积两个方面对该算法进行了改进,推导了关于平面展开的高阶泰勒级数展开公式,并对近场相关距离和泰勒级数展开阶数对算法效率的影响进行了分析。SMFSIA/CAG的应用降低了计算量,实现了对二维分形粗糙面电磁散射特性快速、准确地仿真计算。     

基于多层等值面的电磁环境三维可视化研究

电磁环境三维可视化是目前虚拟战场环境中亟待解决的问题之一,提出多层等值面的方法来表现三维电磁环境。数据生成采用了Longley Rice电波传播模型,该模型考虑地形遮挡以及大气影响,计算生成了用频设备的三维空间电磁波强度值。为了直观表现电磁波强度在空间中的分布范围,采用多层Marching Tetrahedra(MT)等值面的方法,表现了多个不同强度大小的电磁环境分布,解决了面绘制方法在对体数据内部数据细节表现不够的缺陷。为了提高电磁环境的可视化性能,充分利用现在图形处理器(graphic processing unit, GPU)的通用计算能力,实现了硬件加速多层等值面一起提取输出的方法,降低CPU计算负荷,加快了等值面提取速度。最后实现了一个可实时交互的电磁环境三维可视化系统,实验结果表明该方法表现了用频设备在虚拟战场环境中的三维电磁态势,对于用频设备选址和无线通信规划都有一定的辅助作用。     

不确定非线性跳变系统滑模耗散控制

针对既含有连续时间演化,又含有马尔可夫事件驱动的一类非线性不确定混杂动态跳变系统,研究相异滑模面上的耗散控制问题。对于跳变系统所具有的匹配的不确定性,可根据滑模控制理论,设计比例-积分多滑模面及相应滑模控制器。与此同时利用耗散控制理论并结合线性矩阵不等式,得到存在非线性和非匹配不确定性滑模面的无记忆状态耗散控制器。如此,系统滑模耗散控制器便可给出。最后数值事例验证定理的正确性。     

基于响应面法的汽车侧撞安全性仿真优化

建立了整车侧撞有限元模型.通过与碰撞试验结果对比验证了该模型的可靠性.考虑汽车侧围结构的碰撞安全性,由整车侧撞有限元模型导出了侧围子结构模型.采用响应面法进行了车身侧围结构仿真优化.仿真结果表明:基于响应面法的子结构模型可将汽车侧撞安全性优化时间缩短至传统整车模型方法的五分之一.优化后的胸部损伤指标明显降低,满足侧撞乘员保护要求.     

基于CAS理论的多智能体战斗模型仿真研究

为了研究基于复杂适应系统理论的多智能体仿真模型的演化、涌现规律,在Swarm平台上建立了一个多智能体的战斗模拟仿真系统,并对战斗过程双方Agent数量和实力的演化进行了模拟仿真,得到了和传统数学模型不一致的结果.基于复杂适应系统理论的多主体仿真模型可以模拟复杂系统的微观行为,进而能够显现出系统宏观涌现现象,非常适合模拟复杂的战争系统.     

弹体结构对横向增强型侵彻体作用效果的影响

横向效应增强型侵彻体(PELE)的作用原理基于内芯和外层弹体使用密度不同的材料这一物理效应,因而弹体结构可能对作用效果产生重要影响.采用改变内外径比(I/O和长径(L/D)的方法,利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA,对PELE以固定速度垂直撞击靶板进行了数值仿真研究.基于仿真结果,分析了弹丸的内外径比和长径比对横向效应的影响.内外径比取0.5～0.7、长径比取3～5时,PELE既能轻易地穿透靶板,使弹杆轴向速度降低不多,又能产生大量具有较高横向速度的破片,有效地发挥作用.     

基于支持向量机的体数据分类算法研究

在由工业CT图像构成的体数据中,低密度材质的灰度与背景及伪影的灰度接近,影响了分类的准确性,进而影响体绘制的结果.针对这一问题,提出了一种基于支持向量机的体数据分类算法.首先以体素的灰度、梯度、局部直方图的熵和矩为样本特征进行训练,得到决策函数,并通过决策函数对体数据进行类别标记,再将具有相同标记的体素的灰度值变换到指定的灰度区间,最后利用阻光度传递函数对体素进行阻光度赋值,完成体数据的分类.实验结果表明,所提出的算法较好的实现了体数据的分类,体绘制结果清晰,且能够实现试件的模拟拆卸.     

均匀离散线阵幅相误差快速校准方法研究

针对实践中声基阵校准问题,分别研究了远场和近场条件下均匀离散线阵幅相误差快速校准方法.远场时,采用单声源且不需要精确已知声源方位,只需精确水平旋转基阵1次,对接收数据的协方差矩阵进行特征子空间分解,再根据推导的公式可快速计算出幅相误差矩阵.近场时,波阵面为球面,不能采用现有的校准方法,因此提出了一种最多只需精确水平旋转基阵3次,通过转动前后的几何关系建立方程组求解各参量,通过公式可把球面波补偿为平面波,然后采用单辅助源法可快速计算出幅相误差矩阵.仿真实验验证了两种校准方法的有效性,并详细分析了各种因素对幅相误差矩阵估计及声源方位估计精度的影响.两种校准方法计算简单且精度较高,操作简单易于工程实用.     

一种求解函数优化的混合差分演化算法

为了解决传统遗传算法易陷入局部最优解的问题,在多父体杂交算法和差分进化算法的基础上,提出了混合差分演化算法.该算法的核心在于,采用多父体杂交算子保证算法的遍历性,通过淘汰相同个体来保持群体的多样性,并以较小概率随机选取部分个体进行差分进化操作,从而充分利用最优个体的信息达到了加快收敛速度的目的.对复杂函数的寻优实验验证了混合差分演化算法的有效性.     

汽车电子ABS控制参数混合逻辑动态自标定研究

采用软硬件协同设计方法,提出基于汽车电子子系统模块化统一建模的动态仿真测试方法.参照汽车电子电控单元参数的匹配方法,提出了基于CCP协议在线调整ABS参数的匹配方法,并从理论上研究了基于MLD(Mixed Logical Dynamical)系统的ABS控制参数自动标定算法.并通过求解MIQP问题为ECU-ABS控制解出一个优化的控制序列.以ABS开发为例进行了说明和测试,对监控标定系统进行了试验,建立了完整的电控参数标定仿真、实验流程.提出的方法对其它汽车电子嵌入式实时软件开发,缩短调试、路试周期具有重要的意义.