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    论文

  • 刘振兴, 郭业才, 高敏, 赵雪清
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    为了克服传统恒模算法(CMA)采用固定步长造成的收敛速度与收敛精度之间的矛盾,提为了克服传统恒模算法(CMA)采用固定步长造成的收敛速度与收敛精度之间的矛盾,提出了一种基于平衡正交多小波变换的模糊神经网络盲均衡算法(MWT-FNN-BEA). 该算法一方面利用模糊神经网络控制器自动调节算法的迭代步长,较好地解决了收敛速度与收敛精度之间的矛盾;另一方面利用平衡正交多小波变换对均衡器输入信号进行去相关性处理,进一步提高了算法的性能。理论分析和水声信道仿真结果表明,所提出的算法具有较快的收敛速度和较小的稳态误差,抗干扰性能好。
  • 王金华1, 严卫生2, 刘旭琳2
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    随着远程水下航行器的出现,仅选用地面坐标系作为惯性系已不能满足精度要求。考虑地球随着远程水下航行器的出现,仅选用地面坐标系作为惯性系已不能满足精度要求。考虑地球曲率的影响,推导出水下航行器常用坐标系的方姿数据转换公式;并针对目前水下航行器与视景仿真之间坐标体系不匹配的问题,提出了用图形组合变换的方法实现AUVs解算方姿在视景通道中正确显示以及在不同坐标系下同步显示的功能。文中提出的坐标变换仿真方法具有一定的通用性,也可应用于其它远程UUVs、鱼雷等水下航行器的视景仿真建模,并且是开展水下航行器定位、路径规划等研究的有效手段。
  • 肖敏, 史忠科
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    考虑水下发射水雷攻击水上目标出水瞬间数学模型发生突变,影响水雷稳定性和命中精度问考虑水下发射水雷攻击水上目标出水瞬间数学模型发生突变,影响水雷稳定性和命中精度问题,设计了系统姿态跟踪控制器。将反馈线性化方法和滑模变结构理论相结合设计了姿态跟踪闭环控制系统;分析了不确定模型的鲁棒性。仿真结果和弹道规划表明,该方法设计的控制系统对水雷出水过程是有效的。
  • 王海燕, 申晓红, 相敬林, 姜喆
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    为了在海战中提高水中兵器敌我识别(IFF)的能力,提出了一种具有舰艇“声纹”标志的水中目标IFF方法。该方法将约定的秘密信息进行纠错编码后,采用混沌序列跳频(FH)图案的快FH技术,以实现第1级信息隐匿;以舰艇噪声的主要频带选取FH的工作频带,FH信号不但将舰艇噪声作为其掩护信息,而且其频谱在较短的时间内为线谱,以实现第2级信息隐匿,形成“声纹”标志。在作战所需的时空范围内,依据该“声纹”标志识别我方目标。仿真分析表明:在多径及强舰艇噪声为干扰的背景下,当SIR=-10 dB,SNR>-4 dB时,该方法对FH信号的误比特率小于10-6,3 km距离的水库试验结果为均能正确IFF. 该IFF方法不但简单灵活、识别速度快、准确性高,而且还具有隐蔽性好、抗截获能力强的特点。
  • 杜晓旭, 宋保维, 潘光
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    为了验证回转体无人水下航行器(UUV)采用拖曳式导航浮标进行卫星辅助导航的可行性,研究了拖曳式导航浮为了验证回转体无人水下航行器(UUV)采用拖曳式导航浮标进行卫星辅助导航的可行性,研究了拖曳式导航浮标对回转体UUV操纵性的影响。根据达朗伯原理建立了拖曳系统运动数学模型,根据动量和动量矩方程建立了回转体UUV六自由度运动数学模型,并对拖曳式导航浮标对回转体UUV操纵性的影响进行了仿真。仿真结果显示:导航浮标对回转体UUV的操纵性造成一定的影响,但回转体UUV仍可以稳定的运动;导航浮标对回转体UUV的运动参数都有一定的影响,回转体UUV的运动曲线、俯仰角、速度、角速度、攻角等参数都有一定的振荡变化,一定时间后趋于稳定;回转体UUV拖曳导航浮标运动期间,由于拖曳导航浮标系统对回转体UUV尾部有一定的作用力,造成回转体UUV的轴向速度有较大的减小。研究表明,回转体UUV采用拖曳式导航浮标进行卫星辅助导航是可行的。
  • 徐复, 惠俊英, 余赟
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    三点定位法是被动测距的经典方法,但在短基线阵条件下,实际测量的结果往往不理想。为三点定位法是被动测距的经典方法,但在短基线阵条件下,实际测量的结果往往不理想。为了分析各种误差对测距的影响并提高测距精度,通过理论分析和计算机仿真研究了相同假设条件下基阵孔径、目标方位、安装误差和平台摇摆对三点法测距精度的影响,并讨论了后两者产生误差的补偿和修正方法。研究结果表明:在时延估计精度不变时,基阵的有效孔径与测距精度成反比的关系;欲将30°≤θ≤150°扇面测距误差控制在10%以下,要求时延测量精度控制在微秒量级;中心阵元安装误差对不同方向目标测距精度的影响亦不相同。误差的补偿和修正方法能提高三点法被动定位的测距精度。
  • 余赟1, 惠俊英1, 陈凯, 桑恩方1
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    为探测安静型潜艇,宜利用其50 Hz以下的共振线谱声辐射。采用双水听器声压互谱无功分为探测安静型潜艇,宜利用其50 Hz以下的共振线谱声辐射。采用双水听器声压互谱无功分量和单矢量传感器垂直复声强有功分量2种时空变换获得了线谱声场较简明的干涉结构。以此为物理基础,利用建模或有效深度近似模型预报水平相干距离,并基于干涉结构测量目标渡越一个水平相干距离尺度的时间,实现对目标径向运动速度的估计。仿真研究表明:声速剖面、海底存在吸收和存在剪切波等方面不影响干涉结构的周期变化,验证了甚低频声场稳定的相干性;建模及有效深度近似2种方法均能获得足够精度的径向运动速度估计。
  • 吴艳群, 胡永明, 倪明, 罗洪, 孟洲
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    针对多途环境下波形未知的近场宽带信号,提出了一种使用单矢量水听器进行三维定针对多途环境下波形未知的近场宽带信号,提出了一种使用单矢量水听器进行三维定位的新算法。对声压与振速互相关函数的推导结果表明:当信号带宽大于直达波和海面一次反射波之间时延的倒数时,互相关函数的两副峰可与主峰分离;两副峰的峰值分别包含两路径的波达方向信息,而其位置对应两路径之间的时延差。仿真结果表明:当直达波和反射波在时域上重叠时,利用两副峰峰值仍然能够有效估计出直达波波达方向;通过构造“互相关峰锐化函数”锐化两幅峰,在低信噪比情况下可提高多途时延估计精度。最后,以多途时延与直达波波达方向为变量建立方程组,估计目标的距离和深度。该算法的定位精度通过Monte-Carlo仿真进行了分析,并深入讨论了其适用性,湖试结果进一步验证了该算法的可行性。
  • 周伟, 惠俊英
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    为得到目标清晰的时间方位历程图,提出了一种将基元域声矢量自适应抵消技术与逆波束形成(IBF)相结合的方法。IBF可以得到窄的主瓣,同时可以提高对邻近目标的方位分辨力,采用声压与振速分量组合(p+vc)作为基元域自适应抵消的参考信号,可避免端射方向不再是探测盲区。对算法进行了海试实验验证,结果表明该方法既能有效地将本艇的固定方位(本艇自噪声)干扰抵消,又可以降低目标的时间方位历程图干扰背景,使时间方位历程更加清晰,同时也可以提高p+vc的抗左右舷模糊性能。
  • 黄雄飞, 苑秉成
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    宽带多普勒声纳相对窄带多普勒声纳提高了测速精度,并已广泛应用于多种载体的导航。为宽带多普勒声纳相对窄带多普勒声纳提高了测速精度,并已广泛应用于多种载体的导航。为了研究其提高精度的机理和设计波形,从海底回波特性出发,从频域推导了窄带多普勒声纳的克拉美-罗界;利用重复相位编码信号的等效时域形式推导了宽带多普勒声纳的克拉美-罗界,分析了引起单波束测速误差的因素以及宽带相对窄带提高精度的原因;最后对波形参数与精度的关系进行了分析并给出了波形参数选择方法。数字仿真表明了理论分析结论的正确性。
  • 闫辉, 肖昌汉, 殷克全, 郑永良
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    提出了一种三分量磁场换算的递推算法,并将其应用于船舶磁场的换算。该算法应用微分学基本原理,将具有相同水平坐标,位于不同高度的2个水平面上的两点的三分量磁场,通过其垂向偏导数的积分联系起来。根据磁场向量散度和旋度的性质,将磁场的垂向偏导数与水平方向的偏导数联系起来。这样,在已知一个平面上的三分量磁场时,可以通过逐层递推的办法实现远场向近场的换算。应用实例表明,该方法计算速度快,准确性高。
  • 曾文德, 王永生, 杨琼方
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    运用计算流体力学(CFD)和边界元(BEM)相结合的方法,预报全附体潜艇流噪声,得到特征点的总声级和潜艇声场指向性分布规律。首先建立具有全部附体潜艇的几何模型并对流场计算域进行全结构化网格空间离散,然后采用雷诺时均方法(RANS)计算潜艇定常流体特性,得到的艇体阻力和压力系数与文献提供试验值吻合良好。再以流场定常计算结果为初值,计算潜艇非定常流动特性,得到声偶极源项,作为边界元求解辐射声场的输入量。声场计算通过在频域中求解福茨·威廉姆-霍金斯方程(FW-H)方程来完成。计算得到了潜艇表面的辐射声源强度分布,验证了流动转捩区是主要的发声部位,并分析了不同频率下声指向性的变化规律。计算所得结果与一般声学规律较为吻合。
  • 余宏生, 金伟其, 刘修生
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    数字图像拼接时,待拼接图像之间的亮度差异导致拼接图像出现拼接痕迹。为了对数字图像拼接痕迹的明显程度进行客观评价,研究了一种基于人眼视觉感知的数字图像拼接痕迹可见度(MAV)客观评价方法:首先,由待拼接图像获取梯度误差图像;然后,综合考虑人眼视觉频率敏感度、亮度掩模效应及纹理掩模效应对视觉分辨力的影响,导出基准图像的临界可见偏差(JND),并从梯度误差图像的小波系数中减去JND门限值,获得能够被人眼视觉感知的拼接痕迹图像;最后,利用拼接痕迹图像的均值和信息熵,构造了一种数字图像MAV的客观评价指标(MAVA). 实验表明,采用MAVA对数字图像拼接痕迹的明显程度进行的客观评价,与人眼主观评价结果基本一致。
  • 杨明明, 刘大明, 刘胜道, 连丽婷
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    为了解潜艇磁场的分布规律,以研究潜艇的磁隐身性能,利用边界积分方程建立了潜艇磁场为了解潜艇磁场的分布规律,以研究潜艇的磁隐身性能,利用边界积分方程建立了潜艇磁场延拓的数学模型。由磁场测量值确定模型参数时,考虑了模型参数的约束条件,并且为了有效抑制测量噪声对计算值的干扰,采用Tikhonov正则化方法求解模型参数。比较了3种正则化参数选取方法,分析表明广义交叉校验比较适合模型参数的确定。最后通过铁质船模实验验证了该方法的有效性,结果表明该方法精度较高,稳定性较好,有一定的工程实用价值。
  • 曹建军, 刁兴春, 杜鹢, 王芳潇, 张潇毅
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    为实现相似重复记录的检测,提出一种基于蚁群算法特征选择的分类检测方法。将相似重复记录检测看成二分类问题,定义了字符串型、枚举型和日期型3种典型属性类型的相似特征和归一化算法,以两记录的相似特征向量作为分类器的输入进行检测;建立了以召回率、准确率和特征规模综合最优的特征选择多目标优化模型,并根据问题特点将多目标模型转化为单目标模型,应用蚁群算法设计了模型求解算法。最后,用欧氏距离分类法和支持向量机2种分类器验证了该方法的有效性。
  • 张丹1, 左敦稳1, 焦光明, 薛善良1, 李建平2
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    航天产品的装配顺序优化(ASPFAP)具有多目标和非线性的特点,针对传统算法在该问题求解上的不足航天产品的装配顺序优化(ASPFAP)具有多目标和非线性的特点,针对传统算法在该问题求解上的不足,将粒子群算法和遗传算法结合起来(PSO-GA),提出一种新的面向航天产品的装配顺序优化方法。使用优先约束关联模型(APCRM)来描述零件间的优先约束关系和关联关系;研究了粒子群遗传算法的基因组、染色体以及粒子的编码表达方法;综合考虑装配连续性、装配资源和仪器设备的影响,提出了有工程意义的适应度函数的表达式;根据APCRM生成随机的可行初始装配序列,并利用粒子群算法重构遗传算法的交叉算子对装配顺序进行优化。实例表明该方法有较好的收敛性和稳定性,优化结果具有实际工程意义。
  • 陈鹏霏, 孙志礼1
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    应力幅、应力集中和附加弯矩3因素是导致压缩机活塞杆发生疲劳断裂的主要原因。常规的应力幅、应力集中和附加弯矩3因素是导致压缩机活塞杆发生疲劳断裂的主要原因。常规的理论计算不能有效解决多因素耦合作用条件下活塞杆的强度问题,因此提出了一种虚拟的可靠性试验方法。采用ANSYS软件和C++编程语言搭建虚拟试验平台;依据弹性力学的变形协调条件,推导出活塞杆螺纹的应力分布计算式,用来验证虚拟试验平台的有效性;根据中心复合法设计随机参数的试验样本点,通过VC窗口程序更改APDL编译的宏文件,自动完成虚拟试验过程,获得结构响应的一组样本点;基于响应面方法建立极限状态方程,分析可靠性灵敏度,为活塞杆的设计提供理论指导。
  • 许晓平, 周洲, 范锐军, 王军利
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    为研究机载武器投放过程中机、弹气动干扰特性及航弹运动规律,采用计算流体力学(CFD)方法对机载武器投放过程进行数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,通过动态嵌套网格技术模拟航弹运动,在求解非定常Euler方程时引入广义极小残余方法(GMRES),成功模拟了基于察/打一体无人机平台的航弹自由投放过程,获得了详细的包括弹体运动速度、空间轨迹和受力情况等在内的丰富的运动信息。通过算例,验证了本文发展方法的有效性和合理性。计算结果表明:投放过程中,载机气动力受航弹影响较小,而航弹受载机气动干扰影响较大;航弹所受的气动干扰主要来自投放初期,随着弹体的下落和距载机距离的增加,气动干扰影响逐渐渐弱。
  • 滕克难, 盛安冬1
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    网络条件下海上舰艇编队协同反导是“网络中心战”理论研究的难题之一。为了度量其网络效果,本文在分析海上编队协同反导过程、原理和网络化组织特性的基础上,采用图论和网络特征值有关理论与方法,建立网络化组织作战效果的度量模型;并结合一个运用案例,对有或无数据链2种条件下网络效果进行仿真分析。结果表明:舰艇编队的协同反导作战网络中,作战节点的战损直接影响网络的最大期望特征值,有数据链条件下的协同反导效果是无数据链条件下协同反导效果的3~5倍。
  • 研究简报

  • 乔玉坤, 王仕成, 张金生, 陈励华, 张琪, 孙渊
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    地磁基准图的构建是地磁导航的前提和关键,但已有的地磁场模型和测量数据不能直接得到地磁基准图的构建是地磁导航的前提和关键,但已有的地磁场模型和测量数据不能直接得到地磁导航基准图。提出了一种基于矩谐分析(RHA)和BP神经网络的小尺度地磁基准图构建方法。为提高地磁基准图的精度、方便载体磁场和变化磁场的修正补偿,在地磁基准图的中心区域采用矩谐分析方法获取基准图数据;同时为克服矩谐分析方法的边界效应问题,在地磁基准图的边缘区域采用BP神经网络方法获取基准图数据。试验结果表明该方法是可行有效的。
  • 孙祝岭
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    Birnbaum-Saunders疲劳寿命分布是常用分布之一,研究这一分布的参数估计问题。利用此分布的特点建立起回归模型;再应用回归分析方法给出了参数的最小二乘估计和形状参数的简单易算的区间估计方法。用计算机随机模拟方法研究了区间估计的效果,模拟结果显示效果非常好。回归估计方法的提出是此分布的参数估计研究问题上取得的一项重要进展。
  • 刘丹丹, 汤春瑞, 袁赣南
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    通过对水下目标声图像机理及统计特性的分析,提出了分块自适应的降噪方法。设置适当的通过对水下目标声图像机理及统计特性的分析,提出了分块自适应的降噪方法。设置适当的区域图像方差阈值将水下声图像划分信息区及非信息区。在信息区,制成图像序列经过表面波(Surfacelet)变换三维去噪;在非信息区,进行非下采样轮廓波变换去噪。结果表明:去噪后图像峰值信噪比大幅度提高,具有较高分辨率的基础上细节信息也得到保护。此方法不仅充分利用了像素点间的相关性等声图像统计特性,又利用了2种变换的移不变性,去噪后声图像为进一步的图像分割、识别工作提供了必要的前提条件。
  • 段向阳, 王永生, 苏永生, 张永祥
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    在实验室条件下,运用声压测量法对离心泵的空化进行了试验研究。利用水听器捕捉离心泵在实验室条件下,运用声压测量法对离心泵的空化进行了试验研究。利用水听器捕捉离心泵空化时的高频辐射噪声,对空化前后水声信号的声压级进行分析,寻找离心泵空化的特点和规律。分析发现:声压信号的能量主要集中在5~12.5 kHz频带内,其峰值出现在7 kHz和9 kHz附近;5~8 kHz和8~12.5 kHz频带声压级以及5~12.5 kHz总声压级的变化趋势与某些相关文献中的空化声压变化规律相吻合,且在空化后有10~20 dB的明显增强,因此可以作为空化监测的基本特征量。
  • 郝程鹏, 张立军, 蔡龙, 侯朝焕
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    为提高多传感器分布式恒虚警(CFAR)检测的性能,基于模糊逻辑和自动删除单元平均为提高多传感器分布式恒虚警(CFAR)检测的性能,基于模糊逻辑和自动删除单元平均(ACCA)算法提出一种新的多传感器分布式CFAR检测系统(分布式模糊ACCA). 系统中每个模糊ACCA-CFAR检测器根据参考单元计算出映射到虚警空间的隶属函数值,然后传给融合中心,融合中心根据这些值采用模糊融合准则进行判决。仿真结果表明:分布式模糊ACCA-CFAR不但在均匀背景下具有较低的检测损失,而且在非均匀背景下具有更好的鲁棒性;同时模糊代数积融合比二元与融合和二元或融合提供更好的检测性能。该研究成果可应用于警戒雷达系统。
  • 胡杰, 曹林平2, 黄长强2
    摘要 ( ) PDF全文 (987 KB) ( ) 可视化 收藏
    为解决信息不完备条件下的无人战斗机(UCAV)综合战术决策问题,提出了一种基于扩展不完备信息的UC为解决信息不完备条件下的无人战斗机(UCAV)综合战术决策问题,提出了一种基于扩展不完备信息的UCAV综合战术灰色粗决策方法。考虑粗糙集决策过程中决策属性发生缺失的情况,提出扩展不完备信息系统这一概念;按照“正向指标”的概念,建立聚类指标样本矩阵;基于灰色定权聚类方法补全缺失的决策属性;依据使决策最有可能发生的原则,给出决策信息系统的最优选择,以该最优选择为代表提取出决策规则;根据软、硬杀伤结合使用的UCAV作战想定,建立了UCAV综合战术决策模型,并通过仿真实例给出了决策过程,验证了该方法的正确性和有效性。结果表明:该方法能在条件属性和决策属性都存在部分缺失的情况下正确给出UCAV综合战术行为。