基于四元素的扩展卡尔曼滤波航姿参考系统算法设计

为了优化飞行姿态信息,设计一种适用于捷联式航姿参考系统的九态扩展卡尔曼滤波算法,得到最优估计。为了验证此EKF算法的可行性和滤波效果,采用AHRS300惯性测量单元的数据进行MATLAB滤波算法仿真,把感器采集数据平滑计算后,建立精确的MATLAB算法模型作为参考。把两种结果作差比较,计算姿态角误差。从仿真结果可以看出,所设计的算法能够获得较好的姿态角精度,证明此扩展卡尔曼滤波性能良好。     

基于菌群优化算法的非线性系统预测控制器设计

作为一种先进的计算机控制算法,预测控制具有良好的自适应性和鲁棒性,一直是自动控制领域的研究热点.针对非线性系统,文中提出了一种基于菌群优化算法和模型学习的单步预测控制算法,算法在不需要系统数学模型前提下,根据非线性系统输入输出数据,通过最小二乘支持向量机建立系统数学模型,获得系统输出估计值,利用反馈校正减少预测误差,最后利用菌群优化算法进行滚动优化得到控制量,得到有效的预测控制器.由单变量和多变量非线性系统的仿真结果证明了算法鲁棒性和自适应性较好.     

Tribon系统与视景仿真系统接口技术

视景仿真作为一种系统评估的有效手段在船舶工业领域已愈来愈被重视,而模型的真实性是确保视景仿真可评估的关键。直接将CAD系统的三维模型导入视景仿真系统是确保模型真实性的有效手段,但由于两个系统的数据表达的异构性往往难以实现。通过分析Tribon导出模型数据和视景仿真用模型数据,开发相应的接口转换程序,实现了通过DXF和OpenFlight格式之间的直接转换,并采用Schroeder三角形网格简化算法建立了具有多种细节层次的OpenFlight模型,以满足视景仿真系统对实时性的要求。在此基础上开发了某型船的三维视景仿真系统,采用该转换接口的转换,模型达到了较强的真实感和沉浸感。仿真结果表明该接口技术的正确性和有效性。     

基于任务调度算法的舰船图像处理系统

分析关键路径任务调度步骤和方式,指出其计算速率低等问题,在此算法的基础上进行任务复制,充分利用节点机之间的间隙来提高系统的利用率,减小通信开销及并行计算的时间。最后在船舶模糊图像还原仿真实验中设置不同数量的节点机,仿真结果说明本文所改进的任务调度算法使并行计算的时间缩小,减少节点间的通信损耗。     

基于飞行轨迹的捷联惯导系统算法仿真

根据载体在空间中的运动特点,利用工程软件Matlab对基于飞行轨迹的捷联惯导系统算法进行了仿真。先是通过建立基本运动模型模拟出载体的飞行轨迹,然后进行逆运算求出陀螺仪和加速度计的模拟输出量（角速度和比力）作为系统输入,并加入模拟噪声,最后通过合理的力学编排计算出运动载体的位置和速度信息,仿真结果验证了算法的正确性和系统的可行性。     

一种新型接收机天线系统的设计

提出一种新型接收机天线系统的设计方案,并对部分模块作了仿真分析;该设计的实现依赖于自适应算法,以及自适应调零在天线系统中的应用,通过性能与可实现性的综合考虑,选择功率反演算法作为系统的前置算法,为系统提供必要的零点信息,更新系统的权值,使系统自动在干扰来向上面设置零点,把干扰抑制在一个很低的水平上,或者完全抑制.     

V-BLAST系统的检测算法研究

垂直分层空时码（V-BLAST）是贝尔实验室提出的一种基于多入多出（MIMO）传输方式的空时码系统,其检测算法是MIMO系统的有效检测方法。首先介绍了V-BLAST系统的信号模型,在此基础上应用不同的信号估计准则推导出不同的检测算法,最后通过仿真实验对各种算法的性能和优缺点进行了分析和比较。     

CAUKF算法在船载导航目标跟踪中的应用

为定量分析内河船舶导航系统的跟踪性能,建立基于GPS/DR组合信息的船载导航系统非线性模型,以该模型作为系统模型,采用附有航向约束参考条件的自适应无迹变换卡尔曼滤波算法,推导得出非线性导航滤波器的滤波方程。按照船载目标的实际非线性模型进行演化时,采用此算法能够较好地实现非线性函数后验信息与估计误差的拟合。仿真结果表明,此算法比以往扩展卡尔曼滤波类算法在减少运算量和提高跟踪效果方面改善明显,具有良好的实用性。     

射频仿真系统中的弹目偏角修正方法研究

射频仿真系统中导弹转台作为导弹姿态模拟器引入对试验结果的影响是多方面的,文章针对导引头安装于转台产生不同心度的原因进行了分析,通过建立的临时坐标系与导引头坐标系之间几何关系,得出弹目偏角的具体修正算法,该方法使多种因素带来的误差得以量化处理。将修正后的角度信息引入仿真试验将会消除由不同心度带来的误差量。     

多址水声扩频通信系统关键技术研究

本文提出了一种应用于水下的直接序列扩频(DSS)扩频通信系统,通过采用优选序列以及自适应软信息迭代均衡技术提升了性能,并以Chirp信号调制的Gold序列作为同步信号。该同步信号既有Gold序列优良的自相关及互相关特性,也有一定的多普勒容限。通过平均互相关最小的准则优选出期望的扩频序列,尽可能保证扩频的抗码间干扰和抗多址干扰的性能达到最优,并通过仿真试验给出了优选序列与Gold序列的性能对比。改进后的Turbo均衡器采用了最小均方误差准则(LMS)算法降低复杂度,采用内置的锁相环(PLL)来估计多普勒引起的符号相位漂移,并通过仿真和实际试验验证了系统的性能。     

船舶柴油发电机组的模糊控制及其优化研究

针对船舶柴油发电机组励磁系统非线性、强耦合的特点,设计了励磁系统的模糊PID控制器,该控制器由模糊控制器和PID控制器并联而成,将船舶发电机端电压的偏差及其变化率经模糊化处理后的模糊量作为模糊推理机的输入。由于模糊PID控制器的设计具有较强的主观性,且其隶属度函数对控制器的性能影响较大,因此确定ITAE指标函数最小的目标,针对此目标采用蚁群算法对模糊控制器的隶属度函数进行优化。在Matlab环境下对柴油发动机和发电机的控制进行了仿真,仿真结果表明,蚁群算法优化隶属度函数后的模糊PID控制器使发电机的端电压更加稳定,具有较好的稳态和动态性能。     

基于信息集成预处理的船舶综合舰桥系统研究

现代船舶综合舰桥系统是一个多维融合的信息系统,通过现代信息处理、通信、导航等技术利用来实现智能化指挥控制中心。随着数据采集及导航元素的多源性增多,舰桥系统的信息集成预处理显得更为关键,信息处理的准确性和时效性直接影响着综合舰桥系统性能。本文研究多源导航数据信息融合处理机制,针对船舶综合舰桥系统的数据流及结构特性,基于滤波算法设计了一种新的导航信息融合算法,仿真分析结果表明,舰桥系统的导航精度能够得到明显提升。     

五自由度无轴承异步电机动态解耦控制

为实现五自由度无轴承异步电机高精度动态解耦控制,提出一种基于最小二乘支持向量机逆的解耦控制方法.首先,建立五自由度无轴承异步电机数学模型并进行可逆性分析,然后,利用最小二乘支持向量机在有限数据样本下对高维非线性函数的回归能力来辨识五自由度无轴承异步电机逆模型,并利用粒子群算法优化最小二乘支持向量机的参数,以提高对逆模型的拟合和预测精度,最后,将最小二乘支持向量机逆与原系统相串联得到伪线性系统,并设计PID闭环控制器对五自由度无轴承异步电机进行复合控制,实现了原系统径向位移、轴向位移、转速以及磁链间的非线性动态解耦.仿真研究验证了该控制策略的有效性.     

船舶推进装置实时仿真系统的研究

船舶推进装置实时仿真系统由３８６－ＤＸ／４０计算机及接口、气电转换和变频电机等组成，开发的仿真软件采用离散相似法，并面向结构图，程序中采用高级语言与汇编语言相结合，浮点与定点相结合的算法，具有灵活高速的特点，根据准稳态的概念建立了增压柴油机及船、桨并考虑海况条件的多阶非线性数学模型。该实时仿真系统已用于推进装置监控系统的调试，它是仿真训练器的关键技术。     

畸变SLM法降低OFDM系统峰均比研究

传统选择性映射法(SLM)是一种无失真降低OFDM系统峰均功率比的有效方法,但其不能完全避免OFDM系统高峰值的出现.提出一种畸变SLM算法,利用编码产生含有相同信息的多个序列,在SLM之后对高峰值信号进行畸变处理.该算法不需传送边带信息,可将系统峰均比控制在某一门限值以下,且系统误码率性能较好.仿真结果验证了该算法的优越性.     

一种数字混沌加密系统的嵌入式仿真实现

海上舰船之间以及舰船与控制中心之间通信的加密及解密事关整个海战成败。本文对用于海上舰船通信加密系统中热门Baptista混沌加密算法进行了系统研究,分析在实际舰船通信系统中实现的利弊。针对Baptista算法在产生的混沌加密信号出现的周期规律性以及动力衰退性弊端,改进此算法,提出一种加强型控制位混沌加密算法。此算法通过增加控制位对混沌加密明文进行自适应控制,使其不规律改变混沌系统运行轨迹,克服Baptista算法的周期性以及动力衰退性。最后设计基于此算法的FPGA仿真系统,对其进行验证。     

基于LDA-GA-SVM的船舶电力推进系统故障诊断

在船舶电力推进系统发生故障时,进行快速准确诊断对于船舶航行的安全性至关重要。文章针对电力推进系统中永磁同步电机的常见故障,提出基于线性判别分析(LDA)与遗传算法(GA)优化的支持向量机(SVM)相结合的船舶电力推进系统故障诊断方法。以"烟大轮"作为研究对象搭建故障仿真模型,以此为基础生成故障数据。运用小波包算法结合LDA算法提取故障数据中的特征向量,再利用经过GA优化后的SVM模型对故障特征向量进行分类。分析仿真验证结果,与未优化的SVM模型对比,GA-SVM具有更高的故障诊断准确率。     

多载波通信系统中脉冲噪声抑制技术研究

作为一种解决码间干扰的有效手段,正交频分复用技术(OFDM)已成为各种数据通信标准诸如AD-SL(DMT)、数字音频/视频广播(DAB/DVB)的核心技术,但是脉冲噪声影响仍然是限制其应用的一个重要问题。文中分析了几种DVB系统脉冲噪声抑制算法,对输入解调器前的数字信号进行非线性处理,以限制脉冲噪声的幅度。仿真表明,对输入信号中幅度较大的样值点进行限幅比置零效果更好。     

AIS环境下船舶智能化通行决策优化算法

AIS船舶自动识别系统作为一种船舶导航、通行的关键设备,近年来已经成为船舶的标准配置。本文研究AIS环境下的舰船智能化通行决策优化算法,主要解决船舶会遇过程的避碰决策问题。结合神经网络算法和AIS系统信息,实现船舶会遇过程的最优通行决策,并结合Matlab进行决策仿真。仿真结果表明,使用该算法可以有效降低船舶事故发生概率。     

船舶电力推进系统的仿真优化策略

电力推进船舶的船—机—桨匹配分析中,仿真所需的模型复杂,工况多,耗时长。用于驱动船舶推进电机的二极管中点钳位(Neutral-Point Clamped,NPC)型三电平逆变器拓扑结构复杂,仿真中计算量大,严重拖慢了船舶电力推进系统整体的仿真速度。为解决此问题,在Matlab/Simulink软件中对一种船舶电力推进系统建模仿真,研究其特性,提出一种由受控电压源替代逆变器驱动十二相感应电机的仿真优化策略以缩短仿真所需时长。对比分析优化模型与原模型的仿真结果可知,优化模型启动与制动性能良好,可在电流、转矩、转速等外特性与原模型基本一致的前提下,将仿真耗时缩短数十倍。表明优化策略准确可行,符合复杂工况的仿真需求,可用于提高电力推进船舶的仿真效率,对同类调速系统有参考意义。