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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 2017年第10期杂志 文档列表

计算机仿真杂志军事领域仿真
1-5

武警信息通信突击力量生成优化估计仿真

作者:迟晓鹏; 罗卫兵; 丁影 单位:武警工程大学信息工程系; 陕西西安710086; 武警山东省总队直升机大队; 山东济南250400; 武警安徽省总队医院; 安徽合肥230001

摘要:武警信息通信突击力量在提高武警部队遂行任务能力方面非常重要。由于传统的武警信息通信力量建设主要是通信保障与三级网维护,对复杂电磁环境和敌方信息能力等考虑不足,导致人才建设在低层次徘徊,信息通信装备发展缓慢。为解决上述问题,提出运用系统动力学方法,对武警信息通信突击力量进行建模,选取有效情报量、人才质量、信息装备先进程度与机动性能四个指标,对武警信息通信突击力量模型进行了分析,将实战案例模型化,用Vensim软件进行仿真,调控人才质量和装备先进性两个主要参数进行综合分析。结果表明,对所建立模型进行参数调控,能有效提高武警信息通信突击力量作战能力。

6-9

坦克全电炮控系统目标精度控制仿真

作者:王洪艳; 乔继红 单位:装甲兵工程学院信息工程系; 北京100072; 北京工商大学计算机与信息工程学院; 北京100048

摘要:针对坦克全电炮控系统中存在齿隙、摩擦及参数变化等多种非线性因素从而影响系统的稳定性及跟踪目标精度的问题,提出一种基于预设误差性能的目标精度控制方法。通过分析坦克炮控系统数学模型及非线性特性,采用非线性干扰观测器补偿摩擦以及外界干扰等非线性干扰项,并设计速度跟踪误差性能函数,将输出误差的收敛速度和稳态值限定在预设的范围内,并采用反演法设计鲁棒控制器,实现了系统输出误差按照指定的性能函数收敛并具有一定的鲁棒性,基于Lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明所设计的控制器能够有效地抑制了多种非线性因素的影响,同时炮控系统对给定跟踪指令实现快速准确的跟踪控制。

10-16

高压空气弹射器内弹道弹射性能优化设计

作者:谢磊; 高钦和; 邵亚军 单位:火箭军工程大学兵器发射理论与技术军队重点实验室; 陕西西安710025

摘要:针对某高压空气弹射器性能优化问题,为有效提升弹射器弹射性能,对内弹道特性影响因素进行分析,是优化设计中的重点。通过建立内弹道数学模型,采用单一变量方法,通过程序解算,数值模拟了气源压力、初始温度、发射筒径及控制阀尺寸等因素改变对内弹道特性的影响规律。最后对弹射器内弹道性能优化问题进行了分析。结果表明,为对内弹道弹射性能实行优化,可适当增大气源压力和提高气室初始设定温度,筒径设计应考虑筒内低压室气体的影响和推力的实现,控制阀尺寸应与筒径达到功能匹配,此前提下可适当增大尺寸。

17-21

非相干散射雷达探测回波信号快速提取仿真

作者:姚明; 管炜; 左铭 单位:南昌大学信息工程学院; 江西南昌330031; 南昌大学空间科学与技术研究院; 江西南昌330031

摘要:非相干散射雷达可以对多种电离层等离子体重要参数进行测量,但回波信号极其微弱,为了提取到有效的电离层参数,现代非相干散射雷达采用了复杂的编码方案,导致雷达回波信号分析提取变得非常困难。针对这一问题,提出了采用雷达模糊函数理论来改善雷达编码信号的分析。交替码是现代非相干散射雷达常用的一种编码方式。结合非相干散射信号探测基本原理及模糊函数理论,对交替码的模糊函数进行了仿真研究。分析了码形在编码方式,距离分辨率及信息含量方面的优缺点,并对交替码的波形处理进行了研究。仿真结果表明,交替码编码方式复杂,信息含量大并具有较高的距离分辨率,抗噪性强,适用于变化较快的电离层偶发E层。

22-25

雷达合成孔成像系统信号优化处理仿真

作者:张廷军; 黄晓红 单位:华北理工大学信息工程学院; 河北唐山063000

摘要:线性调频信号作为传统雷达较为常用发射信号,在现代战争中存在易于被敌方发现并容易受到干扰的缺点,而混沌信号具备对初始值敏感与类似随机的特性,但由于只有实部构成的混沌序列具有较高的峰均比,无法满足雷达对发射信号的要求。通过对Lorenz混沌序列进行优化处理降低峰均比,使其具有较为优良的自相关特性及紧致的能量谱,适于作为发射信号。运用优化后的混沌调频信号对点目标进行成像仿真,得到混沌调频信号在距离向较线性调频信号5倍的分辨率。验证了Lorenz混沌调频信号可以应用于雷达合成孔径成像且具有较好的分辨率,并且在雷达应用领域具有较大的潜力及开发价值。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真
26-30

无人机导航路径跟踪精确制导仿真研究

作者:陈子昂; 杏建军; 郑黎明; 于洋 单位:中南大学航空航天学院; 湖南长沙410083

摘要:路径跟踪系统是元人机控制系统的重要组成部分,决定了无人机能否可靠地按照预设路径飞行。针对现有的无人机路径跟踪制导方法跟踪变曲率预设路径时存在的稳定性差和参数不易整定等问题,结合目前主流的几何方法与反馈控制方法,提出了一种基于曲率圆的无人机路径跟踪制导方法。首先使用几何方式计算出虚拟跟踪点,将一般路径的跟随问题转化为跟踪圆弧问题;然后利用反馈线性化的思想,设计加速度指令。理论分析和数值仿真结果表明,与现有的L1非线性制导方法和舵手行为制导方法相比,曲率圆跟踪制导方法具备稳定可靠、参数易整定和跟踪精度高的优点。

31-35

民航飞机健康维修管理评估系统设计仿真

作者:丰世林 单位:中国民航飞行学院航空工程学院; 四川广汉618307

摘要:要进行民航飞机健康管理状态评估,难点在于获得传感器采集的基础数据,同时在后续数据处理过程中比如健康状态特征参数提取、故障诊断算法、故障预测技术、健康管理决策等都具有很强的模糊性和不确定性。同时国内还没有自己研发的针对整个飞机系统的健康状态监测系统。针对以上问题,提出一种层次分析法和T—S模糊神经网络相结合的评估模型来评估飞机的健康状态的方法。T—S模糊神经网络系统是复杂系统建模和控制的有效工具。根据上述模型,实时输入数据并进行实时评估并实时得到评估结果。根据评估结果分析有助于发现民航飞机健康状态的变化,根据变化趋势及时采取相关维护措施,具有一定的工程应用价值。

36-39

第四代战斗机空战攻击目标效能优化仿真

作者:黄晨; 方斌; 敖齐 单位:空军工程大学航空航天工程学院; 陕西西安710038

摘要:战斗机空战攻击目标效能优化是优化战斗机武器配置和作战部署的核心。效能优化的关键是建立正确的效能模型,空战对抗系统是一个由许多因素构成的复杂巨系统,建立战斗机空战效能模型是战斗机空战攻击目标效能优化的难点所在。针对传统效能模型因考虑的因素较少,评估结果可信度不足等问题,提出了一种基于影响图因子理论的兰彻斯特方程模型。通过仿真分析第四代战斗机雷达反射面积、超音速巡航能力和导弹攻击能力对战斗机空战效能影响的基础上对战斗机空战攻击目标效能进行了优化。优化结果不仅减小了战斗机自身在损耗,而且还极大提高了第四代战斗机空战攻击目标效能。

40-44

发动机非线性转子裂纹检测与延缓扩展的研究

作者:刘军; 宫宁宁; 陈建恩; 王肖锋 单位:天津理工大学机械工程学院; 天津300384

摘要:发动机非线性转子裂纹的存在及扩展易引起重大安全事故,因此通过分析转子的振动信号检测裂纹是否存在和当裂纹存在的情况下如何延缓裂纹扩展显得尤为重要。非定常状态下裂纹转子的振动信号显现出非周期、非线性,并且裂纹故障特征易被其它过渡信号掩埋,检测的难点是如何从上述信号中提取故障特征,采用希尔伯特黄(HHT)边际谱方法可提取出裂纹故障特征。另外针对裂纹扩展问题,提出了一种新的可描述转子任意旋转位置时裂纹开闭程度模型,对不同转子参数所引起裂纹开闭程度的变化,提出了延缓裂纹扩展的策略。仿真结果表明,HHT边际谱可实现对4%程度转子裂纹的早期检测,并且提出的延缓裂纹扩展方法可有效的延缓转子裂纹扩展。

45-48

一种虚拟试飞验证飞控软件安全性评估方法

作者:吕晗阳; 徐浩军; 朱和铨 单位:空军工程大学航空航天工程学院; 陕西西安710038

摘要:航空机载软件的安全性关乎整个飞行安全,但机载软件的安全性测试一直是一个困扰研究人员的问题,为了测试其安全性,提出了一种基于改进的铁鸟台半实物仿真系统对飞控软件进行虚拟试飞验证的方法,简便且行之有效。首先分析了飞控软件缺陷的致灾机理,并以此建立软硬件综合测试策略,基于样本特征,建立了样本分布规律统计模型及安全性定量评估模型,最后通过案例分析,检验该方法的实践价值,证明利用改进方法可以对飞控软件安全性进行评估测试,排除机载软件的潜在缺陷,提高飞控软件的安全性。

49-54

燃气轮机载荷动力系统优化建模仿真

作者:毛晓芳; 侯力; 马登秋; 艾建君 单位:四川大学制造科学与工程学院; 四川成都610065

摘要:进气系统是燃气轮机重要组成部件,复杂的工作环境决定工作时将受到多种载荷力的共同作用。研究其力学特性对保证机组安全运行有着重要意义,而目前尚未有将燃机进气系统作为整体的力学仿真分析,通过使用有限元分析软件对某型号地面重型燃气轮机进气系统在极端情况下的受力情况进行分析,得到极端工况下的最大应力,并计算出低阶的固有频率、最大变形和振型。根据结果对进气系统进行结构优化设计,并将优化前后的应力以及变形量进行对比,确定优化后的模型性能更优,应力和变形都显著减小,为进气系统后续的研究提供了数据依据。

55-58

飞行多点定位系统目标准确监测仿真

作者:唐鹏; 沈笑云 单位:中国民用航空深圳空中交通管理站; 广东深圳518128; 中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室; 天津300300

摘要:在利用多点定位系统监测民用航空飞行目标时,为保障飞行目标安全,需确保目标监测的准确性。传统方法是利用几何精度稀释因子(GDOP)来描述飞行多点定位系统目标监测的精度,但是GDOP是一个无纲量而不能直观准确地表达目标监测精度值或者范围。提出以多点定位位置精度不确定类别(MACp)来描述飞行多点定位系统目标监测精度的方法。首先根据飞行多点定位系统基站的几何分布和系统测量误差,推导出目标监测误差的协方差矩阵,得到监测误差容限概率、监测误差容限半径因子和监测误差协方差矩阵特征值比值三者之间的函数关系,获得在95%监测误差容限下的监测容限半径求解方法,对监测容限半径进行编码,即得到MACp值。相比于GDOP,MACp可以体现出在一定误差容限下飞行多点定位系统目标监测精度。仿真结果表明,MACp不仅能够体现GDOP对目标监测精度稀释的情况,还能更加准确描述多点定位系统的监测精度。

59-63

民用飞机应急断离连接件结构优化设计研究

作者:金子博; 薛彩军; 郭瀚泽 单位:南京航空航天大学航空宇航学院; 江苏南京210000

摘要:双剪切连接结构被广泛用于航空航天飞行器,其应急断离连接件的横向冲击性能对飞机结构的应急断离设计有重要影响。应急断离连接件的冲击断裂过程属于高度非线性的瞬态动力学问题,为了研究连接件的详细断裂过程,采用动力学有限元方法建立一超静定接头连接结构各接头应急断离连接件的完全热力耦合有限元模型,根据相关适航条例和飞机应急着陆工况拟定边界条件,对应急断离连接件进行冲击数值仿真,分析得到不同几何参数的连接件在不同冲击速率和冲击倾角下的吸能效率和断离载荷。研究表明应急断离连接件冲击断裂过程中吸收的能量随冲击速率和冲击倾角增大而增大,当冲击倾角超过一定范围连接件将无法实现应急断离。分析方法和仿真结果可以为应急断离连接件结构优化设计提供依据和参考。

64-68

制导弹药用姿态测量装置结构设计

作者:李连鹏; 苏中 单位:北京信息科技大学; 北京100192; 高动态导航技术北京市重点实验室; 北京100101

摘要:制导弹药用姿态测量装置机械结构能够抵抗高过载、高冲击是保证弹药的姿态控制和精准制导的前提条件。针对现有制导弹药用姿态测量装置结构的存在的技术难点特别是过载能力差、体积大、结构复杂等不能满足制导弹药姿态测量装置实际需求,提出了一种结构简单、机械强度高、抗过载能力强的高过载姿态测量装置(HOAMD)的机械结构,具体包括电池单元、信号处理电路、三个钟形振子、底座和外壳。HOAMD机械结构设计通过计算机辅助工程仿真方法优化相应参数和结构,合理利用空间,采用高温高阻抗混合胶灌封及分层灌封工艺,显著提高了结构的抗过载性能。通过有限元仿真验证了所提出的HOAMD机械结构抗过载能力达万g以上,功能性试验证明了该机械结构可满足复杂高过载环境下载体姿态的测量。

计算机仿真杂志能源领域仿真
69-72

光伏发电中太阳辐照度短期优化预测仿真

作者:鲍安平 单位:东南大学自动化学院; 江苏南京210096

摘要:在光伏发电中太阳辐照度的短期优化预测,可以有效减小辐照度对光伏发电的影响。对辐照度的短期预测,需要分析光伏发电量与气象因素间的关联性,确定模糊推理预测模型的规则数和初始参数,完成辐照度的短期预测。传统方法对太阳辐照度短期时间序列进行回归分析,按季节建立总太阳辐照度模型,但忽略了初始参数的确定,导致预测精度较低。提出基于自适应模糊推理的光伏发电中太阳辐照度短期预测模型。上述模型首先对已确定的地点,给出对应地外辐照度变化规律,利用距离分析法分析光伏发电量与气象因素间的关联性,结合自适应模糊推理理论对太阳辐照度时间序列进行建模,确定自适应模糊推理预测模型的规则数和初始参数,由此完成光伏中太阳辐照度短期预测。实验结果表明,所提模型能显著提高太阳辐照度短期预测精度,为光伏发电区间预测提供依据。