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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 2018年第03期杂志 文档列表

计算机仿真杂志军事领域仿真
1-4

一种可灵活配置的密集假目标实现方法

作者:吕宇宙; 陈雪莲; 陈永锋; 刘凯 单位:上海大学通信与信息工程学院; 上海200072; 西南电子电信技术研究所; 上海200434

摘要:随着现代雷达抗干扰能力的增强,遮盖式干扰和传统的单一假目标干扰的应用范围越来越有限,密集假目标干扰在雷达干扰中扮演着越来越重要的角色。利用分段重构法实现了密集假目标的生成,首先将雷达脉冲分段存储,再按照一定的时序读取存储器中的子脉冲信号段,然后通过加法器合成出密集假目标信号,最后利用FPGA实现了该方法。仿真结果表明.上述方法能灵活配置假目标个数和脉冲间隔,存储量和运算量占用率低,并与假目标个数及间隔无关。

5-9

雷达目标跟踪模拟系统设计实现

作者:蒙广元; 程丰; 殷彬 单位:武汉大学电子信息学院; 湖北武汉430072

摘要:为了满足雷达教学研究和培训的要求,雷达目标跟踪模拟系统需要在操作方式、显示效果、响应速度等方面尽可能逼近真实的雷达系统。针对以上要求,在VC++环境下设计开发了一套基于MapX组件的雷达目标跟踪模拟系统,其中扫描线余辉模拟、目标点迹仿真和目标跟踪处理都属于系统开发过程中的难点技术问题。利用MapX组件提供的图层开发功能,实现了电子地图加载、扫描线余辉模拟、目标点迹航迹显示等模拟效果,并提出了基于Bezier曲线的目标点迹仿真方法。在此基础上进一步集成了目标跟踪算法,实现了多批次运动且标的点迹仿真和航迹跟踪处理。系统实现结果表明,上述雷达模拟系统操作简便,运行稳定,效果逼真,响应速度快,达到了预期的设计目标。

10-14

基于PCH模型的船舶动力定位控制器设计

作者:王永建; 杨宣访 单位:海军工程大学电气工程学院; 湖北武汉430033

摘要:针对船舶动力定位控制器设计问题,将水面三自由度船舶模型转化为端口受控哈密尔顿(Port—controlled Hamiltonian,PCH)模型,基于无源性理论分析系统的稳定性。并且将积分环节引入控制器的设计中,提高系统抗干扰能力,采用反推法逐步求得总控制力矩。最后对设计的控制器算法进行MATLAB仿真,分别在无外界环境干扰、有外界环境干扰以及是否加入积分环节等条件下进行分析对比.结果显示在有无外界环境干扰下仿真曲线均能在有限时问收敛稳定,加入积分环节后所得曲线更加平滑,起到了抗干扰的作用。仿真结果验证了算法的有效性。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真
15-18

战斗机超速巡航目标优化控制仿真研究

作者:崔玉伟 单位:中航工业西安飞行自动控制研究所; 陕西西安710065

摘要:超速巡航距离,是衡量战斗机作战性能的重要指标。在可携带油量有限的情况下,对超速巡航任务进行目标优化控制,将极大扩展战斗机的巡航半径,提升实际作战半径。而在目前飞行控制过程中。只能按照机动要求提出的舵效指标完成常规控制,往往无法考虑这一性能要求。为实现超速巡航目标的优化,以最大化飞机舵效、最小化舵面偏转为目标,结合线性规划算法,提出了基于任务模型的控制方案,以及适用于控制算法的验证策略。仿真结果表明,上述控制方案在满足机动要求的前提下,能够实现飞机舵面的最小化偏转,达到了战斗机超速巡航的战术要求。上述控制方案可以实现战斗机超速巡航的目标优化,提升飞机的整体性能,具有较好的工程应用价值。,

19-23

航空煤油飞行消耗量准确预测仿真

作者:耿宏; 王硕; 陈静杰 单位:中国民航大学电子信息与自动化学院; 天津300300

摘要:研究航油消耗量预测准确度问题。由于航油消耗量受多种因素的综合影响,具有趋势性、非线性和随机波动性特点。仅用单一模型难以全面地揭示研究对象的发展变化规律。针对上述问题,提出一种改进的灰色马尔科夫预测建模方法。首先建立航油消耗量GM(1.1)模型,其次采用新陈代谢法,引入几何平均缓冲因子法和残差修正法三种不同方式对传统的灰色GM(1.1)模型进行改进,再将优化后的灰色模型与马尔科夫链模型进行结合。利用改进后的模型对航空煤油飞行消耗量进行预测及检验.仿真结果表明,采用改进后的灰色马尔科夫模型在预测值的精度和准确度上都有了较大的提升。

24-28

飞行器航向姿态稳定性校正仿真研究

作者:黄洋; 姜文刚 单位:江苏科技大学电子信息学院; 江苏镇江212003

摘要:在飞行器姿态导航精度和稳定性优化问题的研究中,针对传统使用单组MEMS传感器进行姿态解算方法中所面临的精度低,稳定性差的问题.常用的姿态解算方法难以实现姿态角的精确解算和稳定控制。因此设计了一种多组传感器组合的姿态解算方法。将两组MEMS传感器按三轴对角方式安装,以组合方式测得的传感器数据与使用四元数法估计的传感器数据的向量积作为PID调节器的输入参数.PID调节器的输出参数作为互补滤波器的输入参数,以校正陀螺仪的角速度输出,最后通过四元数微分方程解算出更精确和更稳定的姿态角数据。仿真表明,设计的方法较单组MEMS传感器进行姿态解算的方法在姿态角的精度和系统稳定性上有所提高。

29-33

自适应粒子群在四旋翼PID参数优化中的应用

作者:康日晖; 马珺; 贾华宇 单位:太原理工大学; 山西太原030600

摘要:在四旋翼飞行器控制系统中,通常用遗传粒子群算法(GAPSO)来对PID的三个参数进行整定。但是这种方式没有考虑到粒子群算法初期,种群的全局搜索能力强,不需要对粒子进行调节。盲目的在算法中引入交叉、变异操作.只会降低控制系统的效率。因此提出了一种自适应粒子群算法。通过计算种群粒子间距来判断粒子群是否聚集,如果间距小于阈值,就对粒子进行调节来保持粒子群的多样性,否则就不使用。这种调节方式极大地提高了算法的效率,对于需要实时控制的四旋翼飞行器来说以上措施尤为重要。经Matlab/Simulink仿真后结果证实了算法的有效性。

34-37

多旋翼无人飞行器悬停姿态精确控制仿真研究

作者:匡银虎; 张虹波 单位:宁夏大学物理与电子电气工程学院; 宁夏银川750021

摘要:对多旋翼无人飞行器悬停姿态的精确控制.能够有效提高飞行器悬停状态的稳定性。对多旋翼飞行器悬停姿态的控制,需要获得飞行器偏航运动的动力学方程传递函数,采集飞行器在多个轴向角速度,完成飞行器姿态控制。传统方法将飞行器悬停姿态非线性模型线性化,对飞行器俯仰角和偏航角进行控制,但忽略了采集飞行器在多个轴向角速度,导致控制精度偏低。提出基于自适应模糊PID的多旋翼无人飞行器悬停姿态精确控制方法。首先建立多旋翼无人飞行器绕质心转动的动力学方程,计算出无人飞行器悬停状态下滚转和俯仰力矩、偏航合力矩,获得多旋翼无人飞行器偏航运动的动力学方程传递函数,采集飞行器在多个轴向的角度和角速度,实现飞行器悬停状态下姿态精确稳定控制。实验结果表明,所提方法能够有效地控制多旋翼无人飞行器抵达目标位置.实现了对悬停姿态的精确控制。

38-42

多旋翼无人机强风环境优化控制仿真

作者:李诚龙; 潘卫军 单位:中国民用航空飞行学院; 四川广汉618307

摘要:轻小型多旋翼无人机在室外中低空飞行易受强风环境影响,产生姿态角震荡过激控制,或长时间无法到达目标航点被强风吹走。解决上述问题关键在于无人机如何自主对强风进行判断并采取相应的控制策略。工程中可基于多旋翼无人机对象建立非线性数学模型并引入风场影响搭建半实物仿真平台,通过仿真计算出连续的多旋翼无人机阵风配平姿态曲线预存在飞控计算机中,实际飞行过程中将无人机导航系统的姿态角测量值代入曲线在线对强风进行识别,并在控制上采用弱位置外环速度PID控制算法以减小无人机强风返航过程中的姿态角波动。应用上述方法的八旋翼无人机多次执行任务过程中在遭遇强阵风情况下自主判断、成功返航,证明了上述方法的有效性。

43-49

航空发动机转静子系统碰摩特性影响因素分析

作者:慕琴琴; 燕群; 黄文超 单位:中国飞机强度研究所航空发动机强度研究室; 陕西西安710065

摘要:基于谐波平衡法,通过隐式-显式相结合的分析方法,分别从理论分析和有限元分析角度对转子-盘片-机匣耦合系统进行碰摩过程数值模拟和响应特征研究,并就影响碰摩响应的因素作了进一步分析,包括转静子问不同间隙、不同刚度比以及不同转速。得出的结论和所提出的研究方法有助于进一步深入认识叶片-机匣碰摩的物理现象及原理,并给工程中碰摩现象的故障诊断提供一定的参考。

50-54

一种用于MEMS—IMU的单轴旋转调制方法

作者:盛蔚; 巩青 单位:北京航空航天大学; 北京100191

摘要:旋转调制是一种提高惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)性能的有效方法。但是微机电惯性测量单元(Micro Electro Mechanical System Inertial Measurement Unit,MEMS—IMU)由于器件精度低、零偏较大,采用旋转调制技术的误差补偿效果并不理想。另一方面,想要实现对陀螺仪三轴误差的补偿,必须采用双轴调制方案,但这样会使系统结构变得复杂,体积增大,降低系统的可靠性和实用性。针对上述问题.提出了一种正反旋转,非正交安装的单轴调制方案,能实现对陀螺仪三轴误差的有效补偿。为了保证在低精度的MEMS—IMU上运用调制方案的实用性,进一步分析了MEMS—IMU中零偏不稳定和零偏周期项误差对系统的影响,对调制方案进行了优化。经过实验验证,上述方案结构简单可靠,能有效减小载体的姿态误差,提高MEMS—IMU独立进行惯导解算的能力。

55-59

临近空间目标逆轨拦截中制导律设计

作者:王一冲; 李晓冬; 侯振乾; 通雁辉 单位:上海机电工程研究所; 上海201109

摘要:当面对临近空间目标时,弹目速度比小于1,中制导结束时刻的逆轨态势的优劣是影响最终拦截成败的关键。为使导弹在中制导结束时刻相对于目标形成逆轨拦截态势,同时使视线角速率尽可能小,结合最优控制和滑模变结构控制理论.设计了最优滑模中制导律。通过Lyapunov稳定性理论证明了制导律可以实现控制弹目交会角和视线角速率的目的。最后以某临近空间目标滑翔段拦截问题为实例对设计结果进行了仿真验证。结果表明。导弹在中制导结束时刻实现了逆轨拦截态势,同时视线角速率满足弹道约束条件,最终成功拦截了临近空间高速目标。提出的最优滑模中制导律达到了设计要求。较普通的中制导律具有明显的优越性,可为设计应用提供依据。

计算机仿真杂志能源领域仿真
60-64

固体废弃物处理系统等离子电源功率控制

作者:王鹏; 赵龙章; 唐朝; 徐海峰 单位:南京工业大学电气工程与控制科学学院; 江苏南京211816

摘要:在固体废弃物处置过程中,等离子体电源的负载的等效参数会受到工作环境的影响而发生变化,这就要求对电源功率控制系统进行调节,以保持电源最大功率的输出。通过对比不同的调功方式,选用直流斩波调压调功的调功方式。同时由于负载参数的变化,难以确定明确的数学模型,可采用模糊控制来完成功率的调节。以DSPTMS320F2812为主控芯片搭建实验平台进行验证,结果表明,当电源在不同的功率下工作时,对比斩波开关管的驱动波形.证明斩波调压调功电路以及通过模糊控制实现调功的控制策略可以稳定工作。

65-70

半导体热电发电元件的优化分析

作者:许伟明; 李瑜煜; 姚丽丽 单位:广东工业大学材料与能源学院; 广东广州510006

摘要:半导体热发电元件的输出功率与转换效率主要由热电材料热电参数决定;对热电参数的温度特性进行研究.可为热电材料应用研究提供理论基础。文中对热电元件的优化设计进行了仿真研究.充分考虑了温度对热电元件性能的影响.在热电仿真模型的基础上,利用温度相关模型求解热电元件的温度分布、输出功率与转换效率,以此对热电参数的温度特性进行详细的分析,并结合热电效应进行阐述。研究结果表明,热电仿真模型若不引入与温度相关的热电参数在热电性能预测和趋势预测方面均有欠缺;而引入与温度相关的热电参数后,模型求解的结果与实际情况相符,更能反映热电元件的实际规律。同时还发现了碲化铋热电元件转换效率及输出功率的最佳温差区间。此外,在与温度相关的热电参数中。不同的参数对输出功率、转换效率和温度分布的影响程度均有所不同。

71-75

火电厂碳排放测试平台设计研究

作者:周盟; 熊扬恒; 周建龙 单位:武汉大学动力与机械学院; 湖北武汉430072

摘要:因为技术和资金问题,通过烟气在线监测设备实测火电厂CO2排放目前还不具备推广条件。为解决火电厂二氧化碳排放的实时在线监测问题,借鉴过程仿真和热力系统分析方法,以通过实际运行数据计算得到的实际燃煤量等中间变量代替传统方法所使用的误差较大的测量值,结合人炉煤质分析提出基于物料守恒理论的改进模型,并设计实现了一种火电厂碳排放测试平台并进行了相应研究。实际测试结果表明改进模型很好的拟合了现场实际.有效地消除了传统二氧化碳排放监测方法在监测过程中产生的累积误差。监测平台运行稳定,结果可靠,具有实际应用价值,还可用于碳排放权交易模式下对燃煤电厂给予适当电价补贴的可行性研究。