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基于SINS速度信息的里程计参数快速标定方法

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西南交通大学学报 2024年第2期59卷 431-437页

作者：周召发梁哲徐志浩常振军陈河赵芝谦火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 火箭军研究院北京100094

针对里程计标度因数误差和安装误差对捷联惯导/里程计组合导航精度的显著影响,提出一种基于短时捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)速度信息的里程计参数标定方法.通过建立航位推算误差模型,构建惯性测量单元(ine... 详细信息

针对里程计标度因数误差和安装误差对捷联惯导/里程计组合导航精度的显著影响,提出一种基于短时捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)速度信息的里程计参数标定方法.通过建立航位推算误差模型,构建惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)坐标系内惯导系统输出速度与里程计输出之间的关系式,得到里程计参数的计算公式;利用最小二乘法对里程计标度因数和安装误差进行标定.该方法只利用了捷联惯导信息,在1 min内就可实现里程计参数的初次标定,不需要相关参数误差值为小量的假设,并可以忽略杆臂效应对标定效果的影响.试验结果表明:当车辆行驶30 min后,利用该方法标定后的水平航位推算精度比传统标定方法定位精度高92.3%.

关键词：车辆里程计标度因数安装误差捷联惯导最小二乘

可抑制端向干扰的线阵恒低旁瓣加权波束形成方法研究

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系统工程与电子技术 2024年

作者：王平波贾耀君卫红凯陈强海军工程大学电子工程学院

针对线阵旁瓣高且端向干扰抑制能力差的问题，把虚源干扰法加权改进引入至均匀线阵波束形成，提出一套通用易行的虚源空间分布和参数初始化方案，改进寻优迭代中的主瓣引导、协方差估计、权系数归一等方法，可达成全空间方位（包括端向... 详细信息

针对线阵旁瓣高且端向干扰抑制能力差的问题，把虚源干扰法加权改进引入至均匀线阵波束形成，提出一套通用易行的虚源空间分布和参数初始化方案，改进寻优迭代中的主瓣引导、协方差估计、权系数归一等方法，可达成全空间方位（包括端向）上的恒低旁瓣加权波束形成，且可自动抑制来自端射方向的连续强干扰，特别适合于拖线阵应用。通过仿真和海试数据实例分析，对比常规的无加权和加权波束形成方法，从指向性图、二维空间谱、预成波束输出等方面，演示验证本文方法的有效性。

关键词：恒低旁瓣加权波束形成虚源干扰法均匀线阵端向干扰

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一种无人机视觉位姿估计的语义特征匹配算法

航空学报 2024年

作者：赵辰豪吴德伟何晶吴倩空军工程大学信息与导航学院

传统视觉特征匹配算法提取的特征点易受光照、视角变化等外界因素的影响，复杂环境下算法匹配精度低、鲁棒性差，导致无人机视觉定位误差大。针对上述问题，本文提出了一种融合多类信息的语义特征匹配算法，该算法采用语义特征点替代传... 详细信息

传统视觉特征匹配算法提取的特征点易受光照、视角变化等外界因素的影响，复杂环境下算法匹配精度低、鲁棒性差，导致无人机视觉定位误差大。针对上述问题，本文提出了一种融合多类信息的语义特征匹配算法，该算法采用语义特征点替代传统特征点以提高特征点的鲁棒性与可重复提取率。首先，采用位置信息、语义信息以及描述信息建立特征点的初始表征；随后，利用具有注意力机制的图神经网络聚合其他语义特征点信息，建立最终表征，以优化表征结果的精确性；最后，根据语义信息与表征信息计算特征点对的综合匹配度，提高特征匹配的准确率。实验结果表明：在无人机飞行场景下，本文所提算法特征点的稳健性、特征匹配准确性均优于传统算法，且对光照、大视角等变化具有较强的鲁棒性，为后端无人机视觉导航位姿解算提供了更加可靠精准的语义特征匹配结果。

关键词：路标检测语义特征提取语义特征匹配图神经网络注意力机制

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量子微波-光波相干转换实验系统与研究进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：苗强吴德伟空军工程大学信息与导航学院

量子微波-光波转换作为构建量子网络的关键技术，是驱动量子科学发展的重要引擎之一，其在分布式量子计算、远程量子传感、量子精密测量等方面表现出巨大的应用和发展前景。本文系统总结了当前实现微波-光波转换的电光、原子、光力、磁... 详细信息

量子微波-光波转换作为构建量子网络的关键技术，是驱动量子科学发展的重要引擎之一，其在分布式量子计算、远程量子传感、量子精密测量等方面表现出巨大的应用和发展前景。本文系统总结了当前实现微波-光波转换的电光、原子、光力、磁子等四类主要实验平台系统及其物理原理与模型，梳理了依托四类平台实现微波-光波转换的实验方案及其研究进展，总结对比了各类平台在光子转换效率、转换带宽以及实验条件苛刻程度等方面的性能优劣，最后探讨了微波-光转换当前与未来的发展趋势及在量子信息系统应用中需重点解决的关键问题。

关键词：微波-光波转换电光耦合 Rydberg原子光力耦合磁光耦合

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固体火箭发动机装药状态监测研究进展

含能材料 2024年第2期32卷 211-229页

作者：段磊光王学仁强洪夫王哲君火箭军工程大学基础部陕西西安710025 火箭军工程大学智剑实验室陕西西安710025 火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025

固体火箭发动机的健康状况在很大程度上取决于装药的实时状态,因此对装药状态进行监测是确保固体发动机结构完整性和使用可靠性的重要基础。本文从环境状态监测、化学状态监测、力学状态监测以及监测数据综合应用4个方面综述了相关的研... 详细信息

固体火箭发动机的健康状况在很大程度上取决于装药的实时状态,因此对装药状态进行监测是确保固体发动机结构完整性和使用可靠性的重要基础。本文从环境状态监测、化学状态监测、力学状态监测以及监测数据综合应用4个方面综述了相关的研究进展,指出了装药状态监测的必要性,多方面总结了装药状态监测取得的研究成果与存在的不足,并针对监测技术手段及监测数据应用等方面提出了发展构想。分析认为,监测技术应聚焦在嵌入式传感器相容性技术、新理念传感技术以及长寿命技术等方面,监测数据应用方面应大力建设数据库、诊断和预测健康管理系统,以期借助有限元模型更新方法推动固体火箭发动机全寿命数字孪生技术的发展。

关键词：固体火箭发动机推进剂装药结构健康监测力学状态监测

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基于相变复合材料的新型液压油箱设计及研究

兵器装备工程学报 2024年第3期45卷 238-246页

作者：张列李良冯永保何祯鑫韩小霞火箭军工程大学导弹工程学院西安710025

针对液压系统存在“低温启动困难”和“高温散热效率低”的矛盾问题,影响了液压系统设备性能的整体提升。设计一种采用相变复合材料构建的新型液压油箱结构,利用ANSYS软件对先后添加复合相变材料新型油箱进行建模与仿真,得出径向传热、... 详细信息

针对液压系统存在“低温启动困难”和“高温散热效率低”的矛盾问题,影响了液压系统设备性能的整体提升。设计一种采用相变复合材料构建的新型液压油箱结构,利用ANSYS软件对先后添加复合相变材料新型油箱进行建模与仿真,得出径向传热、瞬态传热等仿真云图并进行分析比较传热梯度的变化。仿真结果证实,相变复合材料能够快速吸收油液的热量,从而散热效果高于普通油箱。并且针对油箱传热的不同影响因素进行了仿真分析,得出油箱材料、环境温度、载荷温度仿真云图,仿真结果表明,利用相变复合材料的高储能及高导热特性,在低温条件下,液压油能够在油箱中快速均匀加热以及在高温条件下高效散热,提高油箱的换热效率,减小油箱体积,使其具备“容积小、导热快、换热面积大、油液加热均匀、对极端温度条件适应能力强”等优点,对延长液压油及液压元件的使用寿命,提高液压系统设备的工作可靠性和生存能力具有重要意义。

关键词：相变复合材料液压油箱换热效率瞬态传热数值模拟

满意度驱动下无人机移动边缘计算服务缓存和资源分配方法

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航空学报 2024年

作者：李伟郭艳何明袁昊赖雪斌陆军工程大学通信工程学院

随着物联网的蓬勃发展，无人机移动边缘计算作为一种新兴的计算范式，将密集型任务卸载到网络边缘服务器上，从而提高用户数据处理能力。该文针对用户任务类型多样化和不同优先级的需求，设计一种量子遗传和凸优化相结合的服务缓存和资... 详细信息

随着物联网的蓬勃发展，无人机移动边缘计算作为一种新兴的计算范式，将密集型任务卸载到网络边缘服务器上，从而提高用户数据处理能力。该文针对用户任务类型多样化和不同优先级的需求，设计一种量子遗传和凸优化相结合的服务缓存和资源分配算法。在考虑到存储、计算和能耗约束下，通过联合优化服务缓存、用户卸载策略、时隙划分、计算资源分配和飞行轨迹实现用户满意度最大和服务缓存最小化。具体而言，将原问题分解为三个子问题。首先，基于量子遗传算法求解服务缓存和用户卸载子问题；其次，基于拉格朗日对偶函数得到计算资源分配闭式解；而后，利用逐次凸逼近技术求解时隙划分和无人机轨迹优化子问题；最后，将三个子问题多次迭代获得最优解。仿真结果表明该算法能很好的满足用户多样化需求还兼顾较低的服务缓存。

关键词：无人机移动边缘计算服务缓存满意度资源分配轨迹优化

基于广义循环相关熵的改进MSK载波估计方法研究

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信号处理 2024年

作者：孔垚付天晖海军工程大学电子工程学院海军工程大学电子工程学院

针对甚低频通信中常用的最小频移键控(Minimum shift keying，MSK)信号在传输过程中由于雷击引起的强脉冲性的噪声干扰，原有的基于广义循环相关熵的估计算法对这种强脉冲噪声的抑制性能下降，导致载波参数估计能力的退化甚至失效的问... 详细信息

针对甚低频通信中常用的最小频移键控(Minimum shift keying，MSK)信号在传输过程中由于雷击引起的强脉冲性的噪声干扰，原有的基于广义循环相关熵的估计算法对这种强脉冲噪声的抑制性能下降，导致载波参数估计能力的退化甚至失效的问题，本文算法通过引入非线性函数Sigmoid，提出一种基于广义循环相关熵的改进的载波估计(Sigmoid-generalized cyclic correntropy，SGCCE)方法。首先，指出广义循环相关熵算法在脉冲噪声背景下实现载波估计的特性，以及算法退化甚至失效的原因。然后根据Sigmoid函数可以有效抑制强脉冲噪声且保持MSK信号特征不变的特性，利用Sigmoid函数改进广义循环相关熵算法中的广义高斯核函数，再通过数学建模推导出MSK信号的SGCCE函数，并由此推出MSK信号的广义循环相关熵谱(Sigmoid-generalized cyclic correntropy spectrum ，SGCCES)，在SGCCES的基础上验证谱截面上循环频率和载波频率的关系，并检索正半轴中最大谱峰位置实现载波频率估计。本文算法使用有界非线性函数对原信号中的强脉冲噪声进行幅度抑制，实现对原算法载波估计性能的改进，通过与不同的谱函数对比，计算机仿真结果表明，本文改进的载波估计算法相比原有算法在Alpha稳定分布噪声特征指数较小，信号的广义信噪比(GSNR)较低时具有较高的估计准确度，能保持良好的估计性能，并能够实现对载波频率的有效估计，验证了该算法对强脉冲环境下载波频率估计的性能的影响。

关键词：脉冲噪声广义循环相关熵 Alpha稳定分布 Sigmoid 载波估计

具有飞行包线限制的飞翼无人机鲁棒自适应容错姿态控制

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兵工学报 2024年第1期45卷 231-240页

作者：禹志龙李颖晖裴彬彬徐文丰段效聪宋可鑫空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 94657部队江西九江332024 95034部队广西百色533699

为实现复杂环境下飞翼无人机姿态的精确跟踪控制,考虑参数不确定性、外部扰动、执行器故障及飞行包线限制的影响,提出一种基于Nussbaum增益的鲁棒自适应容错控制方法。在受扰动的飞翼无人机姿态运动学与动力学模型基础上考虑执行器故障... 详细信息

为实现复杂环境下飞翼无人机姿态的精确跟踪控制,考虑参数不确定性、外部扰动、执行器故障及飞行包线限制的影响,提出一种基于Nussbaum增益的鲁棒自适应容错控制方法。在受扰动的飞翼无人机姿态运动学与动力学模型基础上考虑执行器故障与系统不确定的影响,建立面向控制的姿态控制模型。通过引入时变障碍Lyapunov函数,在保证飞行包线限制的同时确保姿态跟踪误差的瞬态与稳态性能。通过自适应的有界估计与Nussbaum增益,补偿总的不确定项与执行器故障的影响。通过稳定性分析严格证明新提出的控制方法的可行性。仿真结果表明,新的控制方法能够确保飞行包线限制,同时保证预设的瞬态与稳态性能,实现飞翼无人机高精度的姿态跟踪控制。

关键词：飞翼无人机飞行包线限制 Nussbaum增益自适应控制容错控制

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