自适应算法在单轴激光惯导初始对准中的应用

针对传统的卡尔曼滤波在单轴旋转激光惯导动基座初始对准中当系统噪声和量测噪声未知时,会导致滤波精度下降甚至发散的问题,设计了简化Sage-Husa自适应滤波算法,建立了动基座条件下的单轴旋转激光捷联惯导的误差方程,利用设计的算法进行了仿真,结果表明在误差模型较大时,自适应滤波算法可以很好的提高滤波精度和稳定性。     

基于H_∞的INS/GPS组合导航系统初始对准研究

卡尔曼滤波需要系统的数学模型准确且噪声的统计特性为已知的白噪声,为了克服这一弱点,针对位置/速度模式的INS/GPS组合导航系统,确定其动基座下初始对准H∞滤波方案,并进行计算机仿真,与传统卡尔曼滤波比较。结果表明,H∞滤波算法对水平失准角估计速度快、精度较高,鲁棒性强,较卡尔曼滤波好,对水平失调角有较好的估计效果,满足初始对准的基本要求。     

基于渐消记忆自适应滤波的船舶动力定位算法仿真

由于船舶在海上运动的复杂性和非线性,精确的船舶动力定位系统数学模型难以建立.为了实现有效的动力定位控制,需要应用一定的状态估计滤波算法得到所需的船舶运动低频信号.采用常规的Kalman滤波,状态变量的新测量值对预测值的修正作用下降,旧测量值的影响随着计算步数的累积而相对提高,这是引起滤波发散的主要原因之一.文章针对船舶动力定位系统中使用常规的Kalman滤波而存在的模型不精确、 不能准确表达系统噪声和测量噪声等问题,采用渐消记忆自适应滤波估算低频运动信息,在状态估计算法中引入渐消记忆因子,减小旧测量值对状态估计值的影响权重,从而增大新测量值的作用;并根据滤波发散判断准则,选择适当的渐消记忆因子值来抑制滤波器的发散,使控制器输出较为平稳,从而降低推力系统不必要的能耗.仿真实验表明,所设计的自适应滤波器的收敛性、跟踪性优于常规的Kalman滤波,有效地提高了系统的定位精度和稳定性.     

INS/GPS组合导航系统动基座初始对准研究

针对位置/速度模式的INS/GPS组合导航系统,确定其动基座下初始对准卡尔曼滤波方案,并进行计算机仿真。结果表明,卡尔曼滤波算法在动基座下INS/GPS组合导航系统初始对准中速度快、精度较高、对水平失调角有较好的估计效果,满足初始对准的基本要求。     

基于改进的联邦UKF无人艇组合导航系统设计

针对无人艇在高海况下长航时,大幅度作业滤波精度较低的问题,提出一种基于联邦结构的无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filtering,UKF）算法,将其应用于自主研制的无人艇组合导航系统中。建立系统误差方程和量测方程;引入渐消因子、基于量测值与预测量测值差值的可变因子和自适应最优信息分配因子对联邦UKF算法进行改进,保持信息的强跟踪特性和组合导航系统的信息融合精度,得到全局最优估计值。 开展湖试试验,验证该组合导航系统的有效性,结果表明该系统实时性、稳定性好,抗干扰能力强,能有效提高导航精度。该方法不仅能为无人艇作业提供安全保障,而且可供其他组合导航系统设计参考。     

一种AUV捷联惯导系统动基座快速初始对准方法

针对AUV的特点,介绍一种采用捷联惯导系统进行导航的AUV动基座快速对准方法.通过模型建立与公式推导提出用两个水平失准角的稳态值估计方位失准角稳态值的方法,仿真结果证明,在保证一定精度的前提下,可大大加快初始对准的速度.     

一种新的雷达间隙辅助红外的机动目标跟踪算法

论文针对雷达间隙辅助红外的机动目标跟踪问题,提出了一种新的跟踪算法。该算法由跟踪误差与精度指标的大小来选择雷达的开机时间,从而构成了一个闭环的跟踪系统,解决了在给定的跟踪精度指标下雷达的开机时间选择问题。其思想为：在内层通过引进高、低门限,根据跟踪精度与门限的大小,自适应地选择交互式扩展卡尔曼滤波（IMM-EKF）或交互式粒子滤波（IMM-PF）;在外层将基于雷达量测的滤波结果和红外量测的滤波结果进行交互;从而实现了两层交互式自适应滤波。仿真结果表明该算法在计算复杂度和跟踪精度上达到了较好的平衡,实现了雷达间隙开机下对目标稳定的跟踪。     

基于均值漂移粒子滤波的目标跟踪算法研究

针对粒子滤波计算量大的问题,将视觉跟踪领域的均值漂移算法（Mean Shift）与粒子滤波（PF）算法相结合,该算法利用均值漂移算法在重采样之后将粒子收敛到靠近目标真实状态的区域内,改善了传统粒子滤波器的退化现象,减少了算法的运行时间,通过被动跟踪仿真实例,同时使用均值漂移粒子滤波与传统粒子滤波进行跟踪仿真,分析了轨迹跟踪性能,利用均方根误差比较了误差性能。仿真结果表明,Mean Shift PF具有更高的跟踪精度,并且运行时间显著减少。     

基于粒子群优化粒子滤波的声呐目标检测前跟踪

针对传统固定粒子数粒子滤波算法计算量大、复杂环境下声呐微弱目标检测与跟踪鲁棒性不强的问题，提出基于粒子群优化（PSO）算法的粒子滤波检测前跟踪方法（IPSO-PF-TBD）。该算法在滤波预测与步骤更新之间加入PSO算法，结合预测信息和更新完成的粒子分布状态进行优化，将粒子集合转移到后验概率密度较大的区域，并充分利用声呐回波信号中目标粒子的权重信息设置粒子自适应采样策略，通过检测前跟踪（TBD）技术的数据帧间能量累积和目标检测，提高目标检测前跟踪的性能。仿真试验结果表明，提出的检测前跟踪处理方法对低信噪比及快速机动等复杂环境下的目标进行跟踪时，在位置估计精度和误差值方面明显优于粒子滤波（PF）和PSO-PF算法，具有一定研究和应用价值。     

激光惯导系统凝固坐标系粗对准方法

激光惯导系统早已成为北约各国海军舰艇的主流装备,我国海军也将激光惯导系统作为舰艇惯导系统的主要发展方向之一。由于舰艇运动环境的干扰,惯导系统经常处于动基座下完成对准,这对对准方法提出很高的要求。本文在国内外学者研究成果的基础上,推导基于凝固坐标系的粗对准算法,并利用国内50型激光陀螺惯导系统进行验证。试验结果表明,该方法能够有效隔离载体的动态干扰,系统冷启动进行3 min粗对准转入纯惯性导航,1h定位精度达0.7 nm,证明该方法作为动基座惯导系统粗对准方案的可行性。     

（0，mf-m＋1）-图的正交（0，f）-因子分解

设G是一个图，是定义在V（G）上的整数值函数且对A↓∈V（G）有f（x）≥2k．设H1，H2，…，Hk是G的k个顶点不相交的子图，且｜E（Hi）｜=m，1≤i≤k．证明了每个（0，mf-m＋1）-图G有一个（0,f）-因子分解正交于Hi（i=1，2，…，k）．     

一类带存放率的渐近周期竞争扩散系统的稳定性

应用上、下解方法和抛物型方程的极值原理,研究了带存放率的渐近周期竞争系统ut-D1Δu=u（a-bu-cv）＋h,vt-D2Δv=v（d-eu-fv）＋k在齐次Neum ann边界条件下解的渐近性态,得到了该系统的全局渐近稳定性.     

基于瞬时线速度的捷联惯导系泊精对准方法

针对捷联惯导系统系泊精对准问题,提出了一种利用舰船瞬时线速度作为参考速度的精对准方法.通过大量试验研究,分析捷联惯导系统输出速度的信号特征,设计数字高通滤波器,从捷联惯导系统速度中提取舰船瞬时线速度信息.建立了适用于系泊条件的捷联惯导系统误差模型,并以计算出的舰船瞬时线速度作为参考速度完成卡尔曼滤波精对准.试验结果表明,所提取出的舰船瞬时线速度误差小于0.08m/s,且新方法的对准精度和重复性明显优于以零速为参考量的对准方法.     

烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究

模型按重力相似准则设计,根据试验场地、现有块体重量及试验要求,4个断面选用不同长度比尺。采用新型吸收式造波机造波并选用合适的波谱按《波浪模拟规程》要求进行率波,进行了3个斜坡式断面和1个直立式沉箱断面的稳定性、越浪量及堤后次生波试验,针对沉箱断面进行了测力试验。试验结果表明在各种试验工况组合下,0+190 m断面(+6.0 m)和0+1 451.3 m(+7.0 m)断面各部分均保持稳定,随堤顶高程的增加,越浪量及堤后次生波明显减小;0+750 m断面和0+800 m断面顶高程为+7.0 m断面在极端高水位重现期50 a不规则波连续作用3 h后栅栏板失稳,增至+8.0 m后,栅栏板为临界稳定,其他部分保持稳定。     

基于CFD的实船阻力快速预估方法

介绍了一种实船阻力快速预报的方法,通过数值计算得到形状因子(1+k)以及兴波阻力系数,结合实船试航积累的模型-实船相关系数,快速预报船舶的阻力性能。对两型不同类型的船舶应用该方法预报其设计工况附近的阻力性能,预报结果得到实船试航结果的验证,表明该方法具有值得期待的工程应用前景。     

一维奇型Dirac算式自伴域的刻画

Dirac方程是量子力学的基本方程，讨论Dirac算式的自伴域在数学物理中有广泛的应用，文中根据Dirac算式的最大定义域、最小定义域和Dirac算式在区间[0，b]上的自伴域的结果，利用自伴延拓的Calkin描述通过对b取极限的讨论推导出Dirac算式在区间[0，＋∞）上的自伴域D（T（L））={f∈D（L）／f1（0）Cosα＋f2（0）sinα}，并证明了当势函数q1（x），q2（x）为区间[0，＋∞）上的实值连续函数，则L必是极限点．     

（g,f,k）-临界图的一个充分条件

设G是一个图，F是G的一个完全因子且ω（F）≥2，g和f是定义在V（G）上的两个整数值函数，且对所有的x∈V（G）有0≤g（x）〈f（x）．本文证明：若对F的每个分支C，G—V（C）是（g,f，k）-临界图，则G本身也是（g,f，k）-临界图．     

MgxNiy（x＋y≤5）合金团簇的几何结构和电子性质的理论研究

用密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6311＋g基组水平上对MgxNiy（x＋y≤5）团簇各种可能的构型进行几何结构优化，预测了各团簇的基态结构，并对其电子结构和能量特性等性质进行了理论研究．结果表明：Mg，Ni原子的掺杂使主团簇的基态结构和对称性发生了明显改变，而且Ni原子成键数越多的团簇结构越稳定；在Mg和Ni相互作用形成合金团簇的过程中，发生原子间的电荷转移，使得合金团簇中大多数Mg原子带正电荷M原子带负电荷，而且Ni原子的电荷调节能力较强，容易与其它体系相互作用而形成新的合金材料；从能隙和自然键轨道（Natural Bonding Orbits，NBO）分析显示，MgNi2团簇较稳定，Mg2Ni3团簇具有很好的化学活性．     

一类非线性反应扩散系统解的渐近性态

应用上、下解方法和抛物型方程的极值原理,研究了非线性反应扩散系统ut-D1Δu=u（a-bu-cv）,vt-D2Δv=v（d-eu-fv）＋h在齐次Neum ann边界条件下解的渐近性态.     

UUV操纵性能综合优化模型研究

操纵性能是无人潜器（UUV）航行的重要性能之一,其优劣直接影响到UUV的航行安全和稳定性,UUV操纵性能评判和优化是UUV优化设计的重要组成部分.基于AUTOSUB型无人潜器的设计模型,在充分分析艇体操纵性能的基础上,重点研究UUV水平运动和垂直运动性能,提出了较为完备的UUV操纵性能优化数学模型.采用模糊评判方法构造操纵性系统总目标函数,利用专家咨询法确定了各子系统的权重;通过大量艇体操纵性能数据对各个性能指标进行统计分析,选择模糊数学中对应的隶属度函数进行拟合,确定相应隶属度函数参数;利用禁忌搜索算法对遗传算法的改进而得到的遗传禁忌搜索算法（GA-TS）,由并行和分层策略改进遗传算法得到的并行遗传算法（PGA）以及遗传二次载波算法（LGA）,将数学模型与这3种算法集成,利用C＋＋语言编写了UUV操纵性能优化软件.通过对总系统优化得到的遗传禁忌搜索算法寻优能力最强,利用该算法研究水平面运动和垂直面运动2个子系统,得到各个性能指标权重对系统目标函数影响程度的排序,同时分别得到-组最佳性能的权重分配.