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平方根递推更新GMP-PHDF

系统工程与电子技术 2018年第6期40卷 1204-1211页

作者：梁志兵刘付显高嘉乐空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

传统高斯混合粒子概率假设密度滤波器(Gaussian mixture particle probability hypothesis density filter,GMP-PHDF)采用先验状态转移概率密度作为重要性密度函数,会出现粒子退化问题。而递推更新高斯滤波器依据测量函数梯度渐进式地... 详细信息

传统高斯混合粒子概率假设密度滤波器(Gaussian mixture particle probability hypothesis density filter,GMP-PHDF)采用先验状态转移概率密度作为重要性密度函数,会出现粒子退化问题。而递推更新高斯滤波器依据测量函数梯度渐进式地进行状态更新,可获得更为接近于真实分布的后验估计,但其协方差矩阵易非正定而导致递推中断。对此,本文首先分析平方根递推更新高斯滤波器(square-root recursive update Gaussian filter,SR-RUGF)的实现思路,并给出基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)的SR-RUGF实现步骤。在此基础上,利用SR-RUGF为GMP-PHDF构建重要性密度函数,进而提出基于平方根递推更新的GMP-PHDF(square-root recursive update GMP-PHDF,SRRU-GMP-PHDF)算法。仿真结果表明,算法可以很好地利用量测信息,获得更高精度的估计结果。

关键词：高斯混合粒子概率假设密度递推更新重要性密度函数平方根

异构MAS下反导作战多传感器任务规划分层决策框架

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系统工程与电子技术 2016年第8期38卷 1816-1825页

作者：倪鹏刘进忙付强高嘉乐空军工程大学防空反导学院中国人民解放军94921部队

综合利用多维传感器平台的资源互补优势进行协同探测和跟踪是反导作战的重要问题和难点。为提高传感器任务规划的效能,针对观测资源的异构性和任务的阶段性、动态性,引入任务共同体概念,剖析了反导作战多传感器任务规划问题的本质,形式... 详细信息

综合利用多维传感器平台的资源互补优势进行协同探测和跟踪是反导作战的重要问题和难点。为提高传感器任务规划的效能,针对观测资源的异构性和任务的阶段性、动态性,引入任务共同体概念,剖析了反导作战多传感器任务规划问题的本质,形式化定了任务共同体下的行为准则和执行能力;在分析和建立的异构多Agent系统(multi-agent system,MAS)多传感器任务规划体系的基础上,深入探讨了集中式规划和分布式动态调整下的分层决策框架和求解方法,并通过仿真实验验证了所构建分层决策框架的有效性和合理性。

关键词：多传感器任务规划任务共同体异构多Agent系统分层决策双层规划

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基于多通道条纹投影测试方法的动静态分析

基于多通道条纹投影测试方法的动静态分析

作者：高嘉乐天津大学

学位级别：硕士

非接触式测量是光学测量以及实际测量中重要的组成部分,考虑到被测物体与测量者相隔距离远,或者物体质软,易于形变等不易测量的情况,我们不得不采用非接触式测量的方法来得到物体的相关信息。相移轮廓术（Phase Shift Profilometry,简称... 详细信息

非接触式测量是光学测量以及实际测量中重要的组成部分,考虑到被测物体与测量者相隔距离远,或者物体质软,易于形变等不易测量的情况,我们不得不采用非接触式测量的方法来得到物体的相关信息。相移轮廓术（Phase Shift Profilometry,简称PSP）是非接触测量中的重要组成部分,该方法利用不同相位条纹的畸变引起的相位变化来得到物体表面的轮廓信息,具有精度高,抗噪声性能好,易于计算等优点。本文利用彩色图像多通道的特性,通过解决颜色串扰等问题,结合相移法实现彩色多通道的条纹投影测试方法,并且将其应用在自适应照明与微振动测量的动静态分析当中。在多反射率场景中,物体高反射率部分会出现像素过饱和现象,低反射率部分出现图像暗淡现象,这都会造成相机拍摄图像细节丢失的问题,导致无法进行下一步的测量与计算,以前对于自适应照明的研究都是在灰度图像下完成,迭代算法收敛慢,使用算法计算复杂,在工业测量中,对实时性要求严格,所以有必要提出迭代速度快,算法简易的自适应照明方法。微振动在日常生活中随处可见,比如桥梁质量检测、地震监测等等。但是微振动的参数获取困难,通常都是毫米以及亚毫米级别,一些振动测量设备根本获取不到这种级别的振动信号,导致难以测量,本文将多通道条纹投影的方法应用于微振动测量中,获得了良好的效果,提供了测量微振动的一种方法。本文的主要研究内容为:在构建投影仪—相机的光学系统的基础上,通过解决颜色串扰等问题,提出彩色图像完成相移方法,并且利用该方法进行动静态分析,应用于实际当中。对于静态分析方面,利用多通道条纹投影测试方法完成自适应照明过程,不论在强光还是弱光下都能够达到预期效果,可以看到图像的细节信息,并且利用两种无参考视觉质量评价方法来评价图像,给出在对比度评价方法下的迭代停止条件。对于动态分析方面,利用多通道条纹投影测试方法进行微振动测量,通过投影单幅彩色条纹图像实现测量,大大提升了测量速度与精度,采用这种测量方法可以得到0.1Hz到2Hz范围的微振动波形,最小振动幅度为163微米,满足大部分工业实时测量的需求。整个动静态分析过程,均使用低成本商用相机与投影仪实现,更容易在实际中广泛使用。

关键词：条纹光栅投影颜色串扰自适应照明微振动测量

3D打印Nb2O5/Ti电极降解水中氟苯尼考的机制研究

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3D打印Nb2O5/Ti电极降解水中氟苯尼考的机制研究

作者：高嘉乐东莞理工学院

学位级别：硕士

氟苯尼考（FLO）是氯霉素的一种单氟衍生物。与氯霉素相比,氟苯尼考因其组织渗透性好、吸收快、成本低、对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌具有良好的抑菌作用,已取代氯霉素成为水培和兽医学中使用最多的抗生素之一。然而,氟苯尼考可导致细... 详细信息

氟苯尼考（FLO）是氯霉素的一种单氟衍生物。与氯霉素相比,氟苯尼考因其组织渗透性好、吸收快、成本低、对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌具有良好的抑菌作用,已取代氯霉素成为水培和兽医学中使用最多的抗生素之一。然而,氟苯尼考可导致细菌对抗生素的耐药性增加和耐药基因的传播,由于其可生物降解性差、结构复杂,在传统的污水处理设施中无法有效去除,因此,迫切需要一种有效的处理方法来消除水生环境中的氟苯尼考。电化学高级氧化法（EAOPs）由于其温和的操作条件、易于系统化、多功能性和无需额外添加化学试剂,已成为最有前途的废水处理技术之一。其中,阳极材料是决定电化学污染物降解效率的关键因素。然而,高成本、高能耗及短寿命的电极设备限制了EAOPs在废水处理中的实际应用。3D打印由于其制备成本较低和结构设计灵活等优点在水处理领域材料的制备中得到广泛应用,为提高水处理效率和去除污染物提供了新的可能性。本研究通过粉末激光熔融（SLM）3D打印技术制备了一种新型的3DP NbO/Ti电极,采用EAOPs体系对水体中的氟苯尼考实现高效降解并降低产物毒性。具体研究内容如下:（1）通过选择性激光熔融金属粉末打印（SLM）制备3D打印（3DP）NbO/Ti电极,并对制备成本进行估算。表征结果表明NbO的引入显著改变了电极材料的表面形貌,提高了比表面积和增加了孔隙率。NbO主要以非晶态存在于电极当中,部分Ti粉末在缺氧和高温激光熔融过程中被氧化为TiO和其它TiO。NbO的存在改变了TiO的晶体结构,使晶粒尺寸的系统性减小。NbO的引入提高了电极的OEP值、ROSs产率,电极界面上的电子转移速率、电极的电活性面积,从而提高了对水中污染物的降解速率。3DP 3%NbO/Ti电极在20次循环降解实验中对FLO的去除率均保持在97.0%以上,仅有0.0067 mg/L的Nb离子析出于反应溶液中,解决了活性组分泄漏问题。通过UPLC-MS/MS分析确定了11种降解产物,并提出了FLO可能的降解途径,包括羟基化、水解、脱氟、脱氯、C-N键断裂、C-S键断裂。采用大肠杆菌DH5α和ECOSAR程序评估处理前后FLO溶液的毒性。该体系对于FLO的电催化脱氟效率为82.5%。经3DP NbO/Ti电极体系电氧化处理后,FLO中间体的毒性明显降低。（2）对DOM影响氟苯尼考降解的机制进行了研究,7种DOM对3DP NbO/Ti电极电化学氧化FLO均存在协同促进作用。对不同影响因素进行了优化,通过紫外分光光度计和三维荧光光谱仪表征得出在电极体系电化学降解FLO过程中DOM组分的腐殖化程度下降,DOM中的组分（如腐殖质等）可以作为电子穿梭体,提高电极表面和溶液中电子的传递效率。另一方面,DOM也可以作为电子供体促进溶液中自由基的生成和转化。处理后的FLO中间体的毒性明显降低。3DP NbO/Ti电极对地表水和人工废水中的FLO均有较高的降解效率。

关键词：电化学氧化 3D打印钛基电极氟苯尼考溶解性有机质

反临作战天海地一体化传感器资源调度的挑战与思考

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航空兵器 2020年第1期27卷 1-8页

作者：邢清华高嘉乐空军工程大学防空反导学院空军工程大学防空反导学院作战指挥教研室西安710051 中国人民解放军95806部队北京100076

着眼于未来临近空间高超声速目标即将形成战略威胁的发展趋势,针对当前天海地一体化传感器资源协同调度问题进行研究。首先,对临近空间高超声速目标的运动特性、电磁特性和红外特性进行分析,并与其他类型导弹进行对比。其次,从搭载平台... 详细信息

着眼于未来临近空间高超声速目标即将形成战略威胁的发展趋势,针对当前天海地一体化传感器资源协同调度问题进行研究。首先,对临近空间高超声速目标的运动特性、电磁特性和红外特性进行分析,并与其他类型导弹进行对比。其次,从搭载平台和工作方式两个角度对传感器探测跟踪能力进行分析。最后,总结并提出反临作战天海地一体化探测跟踪调度任务的难点及对策,为未来构建多维多平台一体化传感器网络提供理论参考。

关键词：临近空间高超声速飞行器传感器调度探测跟踪体系反临作战

表面粗糙度对典型高温材料长波红外辐射偏振特性的影响研究

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表面粗糙度对典型高温材料长波红外辐射偏振特性的影响研究

作者：高嘉乐长春理工大学

学位级别：硕士

隔热材料作为飞船返回舱的重要热保护系统壳体,具有优异的耐高温、热稳定性、抗腐蚀性和抗氧化性等优点。目标在进入大气层后,因高速运动与周围气流摩擦而产生极高温度,基于红外辐射技术的观测系统只能看到飞行器的轮廓,无法透过火焰观... 详细信息

隔热材料作为飞船返回舱的重要热保护系统壳体,具有优异的耐高温、热稳定性、抗腐蚀性和抗氧化性等优点。目标在进入大气层后,因高速运动与周围气流摩擦而产生极高温度,基于红外辐射技术的观测系统只能看到飞行器的轮廓,无法透过火焰观察到飞行器的主体;而基于红外辐射的偏振探测技术,有望透过火焰观察到不同粗糙物体表面的辐射情况。因此,鉴于当前红外辐射偏振探测技术的迫切需求,开展表面粗糙度对典型高温材料长波红外辐射偏振的影响研究尤为重要。论文针对Si C材料和碳材料,从理论与实验两个方面,对不同粗糙度表面的红外辐射偏振特性和规律进行研究。在理论方面,基于菲涅尔公式以及红外辐射理论,建立了光滑表面目标红外自发辐射偏振模型,基于目标表面S波和P波红外发射率差异,完成了自发辐射偏振度的计算。在此基础上,结合微面元模型,得到粗糙物体表面单点的红外自发辐射偏振模型,根据粗糙物体表面的空间分布与粗糙物体的单点自发辐射模型,得到三维空间下的粗糙表面红外自发辐射偏振模型,最终利用相干矩阵,计算得到粗糙物体表面的偏振度,在此基础上,对比分析了粗糙度和发射角对长波红外自发辐射偏振度的影响规律。在实验方面,针对Si C和碳材料的长波红外自发辐射偏振探测问题,论文以915nm连续激光作为加热源,建立了红外自发辐射偏振测量系统,采用分时测量法,测试了200℃温度下,不同粗糙度样品不同发射角下,偏振片透光轴分别为0°、45°、90°和135°四个方向的红外自发辐射强度,利用Stokes矢量法计算分析了长波红外自发辐射偏振度,并与理论结果进行了对比分析。研究结果表明,受目标折射率的影响,相同条件下碳化硅材料的红外自发辐射偏振度始终大于碳材料;在相同发射角下,随着物体表面粗糙度的逐渐增大,偏振度呈现下降趋势,这主要是由于粗糙度大的物体表面微元起伏间距差异大,微面元间不同方向上辐射的偏振分量进行非相干叠加,导致了退偏振现象;而随着发射角的逐渐增大,微面元在不同方向上的辐射分量差异变大,导致偏振度呈现上升趋势。论文的研究结果可为红外辐射偏振探测和目标识别等领域的应用和发展提供理论指导和技术支持。

关键词：自发辐射隔热材料粗糙度偏振度

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多目标-多武器系统目标分配模型与算法研究

飞航导弹 2016年第5期 77-82页

作者：韦刚高嘉乐孙文空军工程大学

在未来多类型、多功能武器系统构建的作战体系中,武器目标分配具有整合作战资源、统筹规划拦截方案、提升体系作战效能的作用。从机制、建模、算法三个方面,对武器目标分配的研究现状进行了分析,指出了目前对于该问题研究的局限性,并对... 详细信息

在未来多类型、多功能武器系统构建的作战体系中,武器目标分配具有整合作战资源、统筹规划拦截方案、提升体系作战效能的作用。从机制、建模、算法三个方面,对武器目标分配的研究现状进行了分析,指出了目前对于该问题研究的局限性,并对该领域的发展方向进行了展望。

关键词：武器目标分配机制模型算法

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基于烟花算法的多传感器优化模型部署

系统工程与电子技术 2019年第8期41卷 1742-1748页

作者：田桂林刘昌云高嘉乐吴舒然空军工程大学防空反导学院陕西西安710051 空军工程大学研究生院陕西西安710051

针对现代化战场多传感器网络部署优化问题,对传感器网络部署进行了优化,以总区域覆盖率、重点区域的共视参数、传感器资源利用率三方面作为评价指标,设计了多传感器网络优化模型,并将烟花算法应用于该模型,提出了烟花算法最优解求解方... 详细信息

针对现代化战场多传感器网络部署优化问题,对传感器网络部署进行了优化,以总区域覆盖率、重点区域的共视参数、传感器资源利用率三方面作为评价指标,设计了多传感器网络优化模型,并将烟花算法应用于该模型,提出了烟花算法最优解求解方法。通过仿真验证算法的有效性,结果表明:经过烟花算法计算后,总区域覆盖率和重点区域的共视参数均超过了90%,传感器的资源利用率高;同时烟花算法的求解速度快,可赋予重点区域共视参数更高的权重,有利于战场重点区域覆盖率的提高。

关键词：传感器网络烟花算法优化部署

一种改进量子遗传算法在地空反辐射混编群兵力配置优化中的应用

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西北工业大学学报 2019年第5期37卷 992-999页

作者：季军亮汪民乐商长安高嘉乐空军工程大学防空反导学院陕西西安710051 火箭军工程大学陕西西安710025

提出了地空反辐射混编群概念及防电磁干扰与抗空中进袭的综合兵力配置需求,基于电子支援下的空袭作战背景,分析了掩护角、配置距离、有效干扰等要素的相互关系,并以杀伤区面积为目标函数,构建了地空反辐射混编群兵力配置优化模型。结合... 详细信息

提出了地空反辐射混编群概念及防电磁干扰与抗空中进袭的综合兵力配置需求,基于电子支援下的空袭作战背景,分析了掩护角、配置距离、有效干扰等要素的相互关系,并以杀伤区面积为目标函数,构建了地空反辐射混编群兵力配置优化模型。结合混编群兵力配置特点,对量子遗传算法进行了旋转角的自适应改进,在设置想定实例的基础上,运用改进的量子遗传算法对问题进行求解,并与传统量子遗传算法、粒子群算法和量子涡流算法计算结果进行了对比分析。结果表明:运用改进量子遗传算法求解地空反辐射混编群兵力配置优化问题,全局寻优能力更强、收敛速度更快、稳定性更好。

关键词：量子遗传算法地空反辐射混编群兵力配置量子旋转门