2021 Vol. (6): 1-8| [摘要](109) | [PDF](47)- 基于飞行角度优化的蚁群改进算法
- 张晶晶，王建清，李桂芳，陈 川，石华云
- 针对无人飞行器路径规划问题，实现了排序蚁群算法，并在此基础上，引入了针对无人飞行器飞行特征的飞行角度优化策略，并建立了转移概率的更新原则。模拟飞行环境建立栅格化地图，进行仿真验证，输出无人飞行器的最优路径，验证最优解的质量和算法的收敛速度，结果表明，该方法能有效消除飞行过程中的尖角和折返现象，更加符合无人飞行器的飞行特征。与传统的方法相比，算法的收敛速度和最优解的质量均得到了提升。
- 2021 Vol. (6): 9-15
| [摘要](93) | [PDF](30)- 基于多维多层立体指标PNT优选策略与评估方法
- 田 丽，张 伟，张爽娜，董启甲
- 复杂场景下，无人系统需要快速、可靠、精准决策的导航定位和授时(Positioning, Navigation, and Timing, PNT)手段。目前，PNT手段的优选大多依赖指挥员的经验，其任务繁重。为了将指挥员从决策任务中解放出来，进而专注于对战，需构建基于多维多层立体指标的PNT服务手段，以及设计PNT优选策略，并对优选策略进行评估。本文在无人系统可用的导航手段基础上，从系统工程思想出发，基于能评估思想体系和常规评估流程，建立无人系统PNT导航手段优选策略体系，通过模糊层次的分析方法，对体系指标进行量化。通过无人机的典型应用案例表明，本文所提的方法可以获得不同维度的综合效能定量数值，在多任务多场景下供指挥员参考并进行决策，该方法可为我国的PNT体系建设提供支撑。
- 2021 Vol. (6): 16-24
| [摘要](63) | [PDF](28)光电探测与制导技术- 激光陀螺背向散射研究综述
- 杨士杰，唐 苗，汪世林，邱宏波
- 背向散射直接影响激光陀螺的锁区，是阻碍激光陀螺精度提升的主要因素之一。首先，阐述了背向散射与锁区的联系，介绍了背向散射的成因、分类及分析方法。其次，简述了背向散射的检测方法和抑制措施。最后，对背向散射研究现状进行了总结，并对未来发展进行了探讨。研究成果可指导激光陀螺研制过程中的背向散射控制，有助于提升激光陀螺精度水平。
- 2021 Vol. (6): 25-32
| [摘要](74) | [PDF](27)- 轻量化红外成像制导镜头设计与仿真
- 仇宫润，王琨，赵峰
- 根据红外成像制导系统的轻量化、小型化、低成本发展需求，针对制导系统中的光学镜头进行轻量化设计。通过分析超透镜的波前调控原理和加工工艺，利用传输相位调控原理设计了基于硅和氟化钡材料的中红外波长超透镜，工作波长3 μm,镜头厚度小于1 mm，口径50 mm时重量小于10 g，热膨胀系数较低环境适应性好。利用时域有限差分法对超透镜进行了仿真，通过设置对称边界条件缩短了仿真时间。仿真结果表明，当超透镜数值孔径为0.45时，聚焦效率为85%，焦斑半高宽3.4 μm。
- 2021 Vol. (6): 33-37
| [摘要](61) | [PDF](31)- 基于弹载遥测图像加密域的可逆信息隐藏算法
- 张伟，宋 畅，洪文鹏，毕 盛，卫俊杰
- 针对弹载红外遥测数据下传带宽受限，图像接收端内容受损的问题，基于对称加密系统与差值直方图平移算法提出了加密域可逆信息隐藏算法与红外遥测图像相结合的方案，一方面可以将弹载遥测数据嵌入到红外遥测图像中，另一方面可以对红外遥测图像进行图像加密，保证传输过程中图像内容的安全性。在图像接收端，通过与图像发送端相同的加密密钥与嵌入方案进行图像的无损恢复与嵌入信息的可逆提取。实验结果表明：对于位深度为16，尺寸为128×128的红外遥测图像，利用图像冗余空间可嵌入15000比特左右的二进制数据，且保证了遥测图像与遥测数据的可逆恢复。
- 2021 Vol. (6): 38-44
| [摘要](51) | [PDF](25)惯性与伺服技术- 插装式液控能源选择阀的设计与分析
- 訚耀保，刘敏鑫，刘小雪，李文顶，刘洪宇，纪宝亮
- 针对液压系统油源的安全性及可靠性问题，提出油源冗余设计方法，即多油源供给多负载，当某一油源发生故障时能源选择阀切断故障油源，由其他油源给负载提供基本液压能源，系统能完成必须的服役性能。针对液压系统能源选择阀存在的频繁换向与振动问题，提出一种插装式液控能源选择阀，其先导阀采用锥阀和可变阻尼形式，主阀采用三台肩且终端有缓冲功能的滑阀。建立了插装式液控能源选择阀的数学模型，分析了能源选择阀在两种模拟故障下的切换压力及切换时间、油源压力脉动等特性。理论分析结果表明，油源压力阶跃和线性变化时，某能源选择阀切换时间分别为5 ms和7 ms。当压力发生波动时，主阀不会发生振动，还可通过液控先导阀结构设计来控制切换压力和回复压力大小。
- 2021 Vol. (6): 45-53
| [摘要](49) | [PDF](23)- PWM低速爬行状态系统波动分析
- 赵明翰，葛雨新，李夏菁，葛升民
- 脉宽调制技术（PWM）在自动控制领域有着广泛的应用。然而，在实际工程应用的过程中，包含PWM的系统在低速驱动的条件下难以达到高精度速度指标的要求。在工程实践经验的基础上，对这一问题进行详细分析，提出PWM的截断效应和移频效应引起波动的理论，并结合典型的机电伺服系统模型进行仿真，完成仿真层面的验证。仿真结果展示了机电伺服系统在低转速状态下由于PWM的截断效应引起转速波动的现象，契合了实际系统中表现的情况，验证了截断效应和移频效应的正确性，为提高系统精度指标提供了依据。
- 2021 Vol. (6): 54-60
| [摘要](32) | [PDF](20)- 基于PWM的气动软体空间机械臂压力控制系统
- 石 凯，李 军，王树兵，赵怡铭
- 针对气动软体空间机械臂的压力控制需求，提出了基于PWM的软体臂压力控制技术。设计了气动软体空间机械臂的气动系统结构，并建立了各部分的数学模型。根据开关阀和PWM控制的特性，提出了基于零位补偿和双阀同步脉宽调制(PWM)的软体臂压力控制系统结构，并阐述了各部分设计方法。利用Python建立了整个系统的仿真模型，并将仿真结果与实验结果进行了对比，对比结果表明，模型具有一定的准确性。对该压力控制系统进行了正弦跟踪实验，实验结果表明该系统可以进行低频跟随，能够满足气动软体空间机械臂的压力控制需求。
- 2021 Vol. (6): 61-69
| [摘要](46) | [PDF](22)仿真测试与验证技术- 基于改进YOLOv3和卡尔曼滤波器的飞机检测追踪方法
- 薛建伟，史庆杰，周泽强，钱久超，朱肖光，刘佩林
- 精确的飞机检测与追踪方法可以有助于提升我国军事实力，但是目前对小目标飞机进行有效追踪方法较少。基于深度学习的目标追踪方法较传统的方法性能更佳优越，因此针对传统方法对于小目标追踪性能不佳，本文提出了一种基于YOLOv3以及卡尔曼滤波器的飞机追踪方法以获得更好的追踪性能，该算法首先通过改进的YOLOv3算法对视频中的图像进行检测，在识别到视频中的飞机之后，通过卡尔曼滤波器对飞机的运动轨迹进行预测，并通过匈牙利算法进行数据关联。实验结果显示，该算法对小尺度飞机的检测性能较传统的YOLOv3有接近5%的提升，且对飞机的追踪效果精度高且实时性能，具有较高的军事应用价值。
- 2021 Vol. (6): 70-77
| [摘要](37) | [PDF](23)- 基于健康度分析与分层数据融合的导弹健康状态评估
- 王 晔，王振华，马 赞
- 针对导弹装备提出了一种基于健康度分析与分层数据融合的评价方法，可以实现对导弹健康状态的评估与分级。首先，利用导弹各个部件的性能参数来计算部件的健康度，并通过部件的履历信息对其健康度进行修正。然后，对各部件的修正健康度进行分层数据融合来得到导弹综合健康状态的评估结果。特别地，设计了一种基于惩罚型权重更新的健康度分层数据融合算法，能够有效提高导弹综合健康状态评估结果的合理性和可靠性。最后，采用导弹的性能参数数据对所提出的方法进行了仿真验证，仿真结果表明了所提方法的可行性与有效性。
- 2021 Vol. (6): 78-89
| [摘要](48) | [PDF](25)- 基于CoppeliaSim的空间环境腔体式气动软体臂仿真
- 赵怡铭，王树兵，石 凯，李 军
- 研究了一种用于腔体式气动软体臂在空间环境抓抱动作的运动学和动力学仿真技术。利用CoppeliaSim和Python通过API接口的方式联合仿真，在CoppeliaSim中将软体臂等效成多个铰接的刚体支段，建立软体臂与被抓抱物运动学和动力学模型。在Python中建立软体臂气动系统、容腔特性、关节运动、软体臂力学特性和控制系统的模型。仿真模拟了在空间环境下，软体臂抓抱目标物的实时工作状态和与动力学交互过程。结果表明，仿真曲线与实验基本一致，验证了仿真的正确性，为软体臂等方面的设计和仿真研究提供了新的思路。
- 2021 Vol. (6): 90-98
| [摘要](62) | [PDF](25)
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