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计算机仿真杂志北大期刊统计源期刊

  • 主管单位:中国航天科技科工集团公司

  • 主办单位:北京控制与电子技术研究所

  • ISSN:1006-9348

  • CN:11-3724/TP

计算机仿真杂志

计算机仿真 2016年第06期杂志 文档列表

计算机仿真杂志军事领域仿真
1-4

太阳能气球战场观瞄台载体温度场仿真分析

作者:程茜茜; 吕建刚; 高飞; 张仲志 单位:军械工程学院; 河北石家庄050003

摘要:为提高新型太阳能气球战场信息观瞄台的升空性能和稳定性,对太阳能气球载体进行热特性分析至关重要。为了研究载体在太阳辐射下的温度分布情况,对载体进行简化,根据计算传热学和辐射传热学理论对载体进行热分析,建立了载体的复合换热模型,利用FLUENT软件,对载体温度场进行三维数值仿真,并用TECPLOT软件分析计算结果。计算采用离散坐标辐射模型,加载太阳计算器,同时采用对流-辐射混合热边界条件。结果发现:在靠近载体壁面处的温度梯度较大,而内部中心区域温度则变化缓慢;当在太阳辐射下达到平衡状态时,蒙皮最高温度约为343K,内部空气的平衡温度约为334K,蒙皮最大温差约为20K。数值仿真获得了载体蒙皮和内部空气的温度分布规律,为进一步的动力学研究和实验研究奠定了理论基础。

5-8

潜射弹道导弹水中段航行姿态优化仿真研究

作者:马亮; 杨小小; 杨继锋; 崔振华 单位:海军潜艇学院; 山东青岛266199

摘要:由于水下弹道是潜射弹道导弹特有的一段弹道,导弹在垂直向上穿越海水的过程中经历了复杂的环境变化。受海浪等多种环境因素的影响,弹体水中航行阶段俯仰姿态发生急剧变化,严重时可导致发射失败。为了准确掌握海浪对弹体俯仰姿态的影响规律,优化导弹航行姿态,根据动量和动量矩守恒定律建立了导弹水中运动数学模型,将导弹受力进行分解,并以线性波浪理论为基础分析了海浪对弹体的作用形式,利用MATLAB软件仿真计算了不同浪向和浪级条件下导弹俯仰姿态的变化情况。研究结果表明,随着浪级的增高,波浪对导弹运动姿态的影响越发明显,在优化水中弹道设计和实施导弹发射时必须将海浪作为重要影响因素加以考虑。

9-12

逆合成孔径雷达目标成像识别优化仿真

作者:武光辉; 童创明; 李西敏; 彭鹏 单位:空军工程大学防空反导学院; 陕西西安710051; 国家微波毫米波重点实验室; 江苏南京210096

摘要:逆合成孔径雷达(ISAR)目标成像识别通过在ISAR像中提取目标特征,并对目标进行分类识别,由于应用数字图像合成(DIS)技术的欺骗干扰使得识别真假目标变得十分困难。为了提高识别假目标的能力,提出一种采用纹理特征的假目标识别方法。首先,通过并行物理光学(PO)和等效边缘电磁流(EEC)对目标的宽带电磁散射特性进行快速计算。其次,以步进频率波形(SFW)为雷达发射波形并结合目标的电磁散射特性在信号级进行ISAR成像仿真。最后,将ISAR像进行Gabor多尺度分析,提取Gabor幅值图像的局部二值特征直方图,使用极限学习机(ELM)分类器完成真假目标的识别。针对复杂目标的仿真结果表明,采用纹理特征的假目标识别方法能够有效的对假目标进行识别,提高ISAR抗DIS欺骗式干扰的能力。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真
13-18

无人机地面动力学建模及分析

作者:陈丽城; 李春涛; 张孝伟; 许陈元 单位:南京航空航天大学自动化学院; 江苏南京211106

摘要:在无人机地面运动优化控制的研究中,由于无人机地面运动有缓冲器等非线性系统存在,地面受力情况比较复杂,使地面滑跑产生偏差。首先以某型无人机为研究对象,分别对其在地面滑跑的起落架支撑力、纵向摩擦力及侧向摩擦力进行了详细的分析,建立了包含起落架的无人机地面滑跑模型,给无人机地面运动提供了一个近似真实的仿真环境。在全面分析无人机地面滑跑过程的基础上,针对地面滑跑侧向受力的复杂性,提出利用其侧向力与力矩平衡条件,将地面对机轮总的侧向摩擦力合理分配到三轮上,使无人机在无侧滑情况下,地面低速状态时能沿着正确跑道滑行,不发生偏航。Matlab/Simulink上对模型进行仿真验证,仿真结果表明地面模型正确,符合用于对无人机地面滑跑段控制设计的要求,为无人机地面运动优化控制提供了原理依据。

19-22

基于智能控制的多操纵面飞行器控制分配研究

作者:李丽荣; 刘春生; 韩璞 单位:南京航空航天大学自动化学院; 南京210016; 华北电力大学控制与计算机工程学院; 保定071003

摘要:由于气动布局发生了改变,很多飞行器均采用多操纵面结构。合理地组合多个操纵面,可以让飞行器在不同的飞行环境和飞行任务中适应飞行,同时在某一个或几个操纵面发生故障的情况下,剩余正常的操纵面能够重新组合,补偿失效的操纵面,使飞行器能够保持正常飞行状态。控制分配是解决多操纵面飞行器冗余控制最有效的方式之一,通过控制分配可以有效解决多操纵面飞行器综合分配以及协调操纵等问题。本文基于粒子群算法,蚁群算法和RBF神经网络三种智能算法对多操纵面飞行器控制分配方法进行了仿真研究,仿真结果表明RBF神经网络具有较高的精度和速度,能很好地处理多操纵面飞行器控制分配问题。

23-26

超声速滑翔飞行器最优转角控制数学建模仿真

作者:陈婷婷; 李凤 单位:南昌大学科学技术学院; 江西南昌330029

摘要:对飞行器的转角进行高精度控制可以提高控制精度。由于超声速飞行器的飞行速度过快,控制惯性过大,会造成机身异常振动,当前的角度控制方法无法对异常振动进行很好的抑制,以牺牲控制精度的方法解决,弊端明显。提出改进奇异摄动理论算法的高超声速滑翔飞行器的转角控制建模方法。先对高超声速滑翔飞行器在飞行过程中的动态稳定性进行详细的分析,获取飞行器在飞行过程中的转角控制需求,引入状态相关黎卡提方程设计出高超声速滑翔飞行器转角控制的基本策略,在融合奇异摄动思想理论,计算飞行器各个参数之间的相关性,将设计出的飞行器转角控制基本策略细化为快慢回路两部分,针对快慢回路分别设计了控制器,建立精确的高超声速滑翔飞行器的最优转角控制模型。仿真结果证明,改进方法的最优转角控制建模方法设计精确度高,为飞行器转角优化控制提供了原理依据。

27-31

飞机喷水桁杆控制系统优化设计仿真

作者:段世梅; 刘晶晶; 冯扬帆 单位:中国飞行试验研究院数字化中心; 陕西西安710089

摘要:为了研究某型飞机的结冰试验,需要研发一套飞机空中喷水作业系统。飞机喷水桁杆控制系统是飞机空中喷水作业设备的重要组成部分,需要将桁杆稳定在设定角度进行喷水作业。由于绳索张力、桁杆系统气动力及重力的综合作用,使得桁杆的控制变得复杂。针对飞机喷水桁杆系统进行了数学建模分析,并利用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)进行了控制器设计和控制参数的获取。仿真结果表明,所设计的控制器不仅提高了桁杆系统的稳定性,还有效改善了控制系统动态响应和鲁棒性。

32-35

拦截大机动目标导弹制导优化设计

作者:冯令兵; 陈瑞华; 雷泷杰 单位:中国兵器工业第208研究所; 北京102202; 西安机电信息技术研究所; 陕西西安710065

摘要:在采用轨控式直接侧向力控制技术的拦截弹的研究中,由于拦截大机动目标时传统导引律很难使得导弹视线角速率快速收敛,容易造成脱靶。在轨控式直接侧向力控制技术的拦截弹拦截大机动目标导弹制导律设计的基础上,提出了一种合理的优化设计方案。利用轨控式拦截弹的工作特点,引入目标运动加速度以及轨控发动机延时影响因子,设计了一种改进的变结构导引规律,并通过仿真进行了验证。仿真结果表明了拦截大机动目标的轨控式拦截弹导引律设计的合理性。

36-40

天空气球系留载平台组网无源定位仿真研究

作者:范翔宇; 王红卫; 陈游; 杨远志 单位:空军工程大学航空航天工程学院; 陕西西安710038

摘要:系留载平台可以实现持续高远程预警,适用于空基组网实现无源定位。为提升天空气球系留载平台组网的无源定位能力,构建典型的三系留载系统结构。采用无源定位截获准则与误差准则,提出对信号的分选能力拓展截获后的处理能力,采用盲信号处理方式,从复杂电磁环境分选识别出威胁信号,对比现今的主流算法,构建兼顾分离精度与处理速度的协同并行处理模式;针对误差准则,利用"定位精度的几何稀释"对误差进行深入分析,构建典型的无源定位系统的数学模型与示意图,推导出最佳定位点与制约其能力的因素,仿真验证结果与理论相符,研究成果对后续无源定位的布站应用具有参考价值。

41-45

基于点云的空间非合作目标运动测量技术研究

作者:高伟; 杨光 单位:北京航空航天大学机械工程及自动化学院; 北京100191

摘要:在空间非合作目标准确探测和捕获问题的研究中,存在目标模型完全未知以及运动情况不明的问题。根据空间非合作目标的上述特点,提出了采用点云的非合作目标从模型获取到相对运动测量的技术方法。首先提出一种曲率度量提取关键点并结合特征提取的方法完成多视点云配准,之后针对运动测量提出了一种哈希索引表方法。利用多视点云配准获取的整体点云模型建立哈希索引表,待求姿态的点云在哈希索引表中查询匹配,获得目标的相对姿态。最后软件系统仿真结果表明,多视点云配准结合哈希索引表的方法,速度快,精度高,满足目标对准测量实时性和精度的要求。

46-49

大型运输机地对空网络通信方法优化仿真

作者:郝潇; 王晓峰 单位:山西大学电子信息工程系; 山西太原030001

摘要:由于大型运输机地对空网络通信过是一个动态随机过程,地对空通信节点处在动态变化区域中,使得通信高度、通信干扰度等能量参数处在一个随机变化区域。传统的地对空通信方法,在这种随机性动态变化下,通信增多链路对上述随机性进行抑制,但多链路也产生了多频干扰,导致通信效果不佳。提出采用能量优先的大型运输机地对空网络通信方法。先初始化大型运输机地对空网络通信系统的参数,将飞行通信系统中的汇聚节点通过跳频与通信载荷中相应通信频率的传感器和控制节点组成不同的二级子网,部署各二级子网的通信频率,求取地对空网络通信过程中汇聚节点的发射半径,在多条通信链路选取中,通过进行通信链路能量参数的动态计算,对通信传输的优先级进行选择,实现大型运输机地对空网络优化通信。仿真结果表明,改进方法的稳定性强,节能效果好,为地空通信网络优化提供了科学依据。

50-54

飞行器伺服电磁阀电流去噪仿真研究

作者:刘帅; 程进军; 宋海方; 胡阳光 单位:空军工程大学; 陕西西安710038

摘要:在地面对伺服电磁阀测试的过程中,某型飞行器搭载的伺服电磁阀的工作电流信号容易混入干扰噪声,这将直接导致伺服电磁阀故障检测产生虚警,耽误作战的黄金时机。针对上述问题,提出了采用量测残差自适应卡尔曼滤波的数据校正方法,将地面测试系统采集的电流值与同一时刻的预测值对系统真实状态进行最优估计,采用系统误差和量测误差自适应的方式解决噪声干扰问题,准确检测伺服电磁阀的状态。实验结果表明,改进自适应卡尔曼滤波算法(AKF)能够有效降低电流中的噪声,提高伺服电磁阀故障检测的准确率。

55-58

基于三维视觉的无人机高空侦察定位技术

作者:尚怡君; 师晓利 单位:郑州大学西亚斯国际学院; 河南新郑451150

摘要:在无人机高空侦察定位时,由于采集的图像存在很多目标干扰点,使得目标距离特征呈现较大随机性,传统的定位方法无法依据稳定的距离特征矩阵,获取目标特征信息,只能采用对一个地区进行反复采集图像,以目标点出现概率的多少来进行定位,导致定位准确度低的问题。提出三维视觉的无人机高空侦察定位技术,通过高通滤波器对大规模背景进行抑制提取出大部分无人机高空侦察定位目标特征点,利用自适应均值算法对小数量的特征点继续进行提取,实现目标特征点的准确提取,通过聚类处理去除最大聚类,完成无人机高空侦察定位。仿真结果表明,采用所提方法完成无人机高空侦察定位技术,不仅具有很高的准确性,而且时间效率也明显高于传统方法,验证了所提方法的有效性,为无人机高空侦察目标优化提供了依据。

59-63

飞机多机飞行冲突状态预测研究

作者:孙禾; 蔡月茹; 周沅 单位:中国民航大学; 天津300300; 天津市空管运行规划与安全技术重点实验室; 天津300300; 中国民航大学安全科学研究所; 天津300300; 民航华东地区空管局; 上海200335

摘要:飞机冲突探测解脱的基础是正确预测飞行状态,传统的预测方法主要使用航迹与随机量等参数,缺乏更加智能化的预测。针对飞机多机飞行冲突状态预测问题,采用改进Swarm方法进行了仿真研究。首先将Steer算法与Swarm模型相结合,在原模型结构单一、应用局限性强的基础上进行改进。然后结合管制与飞行规则,对模型进行更符合实际运行的优化。最后在MATLAB仿真平台上,仿真两个飞机之间产生冲突的场景。实验结果表明,与传统算法相比,改进后的算法加入了更加智能化的冲突解决方案,符合实际运行准则。

64-68

面向任务级弹道导弹的通用弹道设计仿真研究

作者:王海峰; 赵久奋; 王伟 单位:火箭军工程大学; 陕西西安710025; 96365部队; 新疆库尔勒841000

摘要:任务级作战仿真能够在保证需求精度前提下,参数化运动模型,实现大批量实体、海量交互的通用性,满足任务级作战仿真需求。首先根据任务级作战仿真特点,建立了模型子系统交互映射关系,按照弹体结构不同功能提出了飞行级概念。其次通过对模型和数据的分离及对弹道导弹参数的模块化处理,以经典运动微分方程组为模型核心,根据飞行级概念设计了一种弹道导弹通用弹道模型。最后以"飞毛腿SCUD-C"导弹为例仿真,得到了飞行高度、速度及弹道倾角对比曲线图。结果表明,在保证战技指标的前提下,上述方法突破了传统弹道仿真模型面向单一型号导弹的局限,实现了一种模型仿真多种弹道导弹型号的功能。