基于验前试验信息熵的测试性验证试验方案

产品在研制阶段存在大量的试验数据,为有效利用验前数据,降低测试性验证试验样本量,提出一种基于验前试验信息熵的测试性验证试验方案。该方案利用信息熵来度量研制阶段多次验前试验数据对测试性验证试验所起的作用,依据平均互信息熵和信息总量相等的原则,将多次验前试验数据等效成一次成败型数据。在此基础上,通过相容性检验方法确定验前数据与试验数据的相容性水平,并以Beta分布为验前分布,利用加权混合贝叶斯理论建立混合验后分布,之后,基于贝叶斯平均风险理论求解满足双方风险要求的试验方案。最后,以某型雷达发射分机为例,对其进行测试性验证试验研究,研究结果验证了该方案的有效性。     

创新不辍、育才不倦,一片丹心献中华——贺马远良院士八十五华诞

<正>2023年7月15日是马远良先生八十五华诞。马远良先生是西北工业大学教授、博士生导师、我国水声工程与信息领域的著名科学家、中国工程院院士。他主持创立了我国水中兵器学科第一个博士学科点和博士后流动站,在水中兵器领域培养了我国第一位博士、在水声工程领域培养了一大批卓越的中青年才俊。他在水声工程、信号与信息处理、海上超视距通信等领域成绩斐然,     

鲲鹏声鸣惊大海 桃李芬芳铸华章——贺马远良院士八十华诞

正2018年7月15日是马远良先生八十华诞。马远良先生是西北工业大学教授、我国水声工程与信息领域的著名科学家、中国工程院院士。他创建了我国水中兵器学科第一个博士学科点和博士后流动站,在水中兵器领域培养了我国第一位博士、在水声工程领域培养了一批卓越的中青年才俊。他在水声工程和水声信号处理领域成绩斐然,研制成功中国第一部航空吊放声呐和多型重大国防装备,是我国航空吊放声呐领域的开拓者和奠基人。他提出的声呐体积阵     

利用多种信息源的可靠性评估方法

进行小样本可靠性评估的关键是充分利用由科学分析和专家经验得到的主观信息以及输入参数的基本试验信息.主观推断一般仅能得到可靠性的不完全先验信息,这些信息通常以可靠度均值或可信区间的形式存在.针对成败型及正态型试验,用最大熵原理将不完全信息转化为相应的共轭型先验信息,而输入量的试验信息通过功能函数和统计理论被转化成输出量的先验信息.先验信息和试验信息的融合则通过贝叶斯理论来实现.介绍了计算方法,通过算例分析了非试验信息对可靠度后验分布、试验次数以及可靠度评估结果的影响.     

一体化指挥信息系统试验问题分解

针对还原论在体系化电子信息装备试验评估中存在的困难,以一体化指挥信息系统这一典型电子信息装备为研究对象,依据“OODA”环基本理论,分析了信息在指挥信息系统中的传递过程,进而得到指挥信息系统OODA控制环路的本质内涵;从复杂系统角度,研究了一体化指挥信息系统的复杂性特点;结合一体化指挥信息系统自身的独特特征,剖析了基于还原论的性能试验方法在体系化电子信息装备试验问题分解时的根本困难;为解决此难题,基于系统论的综合集成方法,从方法论上提出一种用于指挥信息系统试验问题分解的方法,以一体化防空指挥信息系统抗干扰指标体系构建为例说明了该方法在试验问题分解方面的应用过程,表明了该方法在体系化电子信息装备试验评估问题分解中的有效性。     

一种声学炸点测量系统的设计及应用

针对常规兵器试验测试领域全天时地面炸点测试问题,设计并开发了一种由对讲机、数据采集卡构建的声学炸点测试系统。系统采用遥控装置解决测量分站对讲机的发射控制问题,中心站以多对讲机作为信号接收装置,采用同步数据采集卡实时采集回传的声信号。提出并实现了一种基于爆炸能量边沿识别的时延估计技术,用于后期数据处理和炸点坐标计算。试验结果表明该系统可以实现兵器试验爆炸点的声学定位,系统开发周期短、可靠性高、适应性强,具有一定实用性和推广价值。     

EMCCD集成偏振-微光一体化成像技术研究

单一探测器实现多维度信息获取是光电探测未来的发展方向。针对目标探测中能量和偏振信息不能兼顾的问题，提出了一种同时具有偏振-微光功能的像元阵列结构。通过引入白光通道和精简偏振通道，可在EMCCD器件上实现偏振和微光探测的一体化集成。实验结果表明，在微光条件下，探测器高灵敏性能被保持，低照度下的成像质量几乎不衰减；偏振模式下，白光通道和两个偏振角度使探测器能够获得足够的偏振信息，实现对目标的偏振探测。该方法实现了高灵敏度成像探测和偏振信息探测的同步获取，是一种通过算法处理就能够实现探测模式可重构的新方法。     

光谱地质剖面在蚀变填图中的应用研究

利用遥感数据可以提取与成矿有关的蚀变信息,地质剖面可以为所提取的蚀变信息的验证和深入理解提供依据;结合地质剖面和光谱信息提取的思路提出光谱地质剖面的概念。光谱剖面可以实现光谱沿剖面的存储、显示,而光谱地质剖面的目的主要是得到蚀变类型、矿物含量等参数沿剖面线的分布, 实现蚀变矿物组合空间分带信息的提取。综合现有蚀变信息提取方法建立了光谱地质剖面信息提取的技术方法和流程, 利用地面实测光谱建立了光谱地质剖面,并在光谱地质剖面的支持下利用图像进行蚀变信息的提取和分析,探讨了光谱地质剖面在蚀变分带和遥感找矿模式中的意义和作用,光谱地质剖面的建立有助于图像和地面光谱的一体化分析,有助于蚀变填图中信息的精确提取。     

运载火箭一体化测发系统的并行测试研究

现役运载火箭一体化测发系统的单任务测试模式,已无法满足运载火箭的高密度、快速测发的需求。通过控制软件多线程设计实现多任务控制的并行处理;使用分布式执行终端,同步完成并行测试功能。设计具有包含多任务信息的通讯协议,实现并行测试信息的网络传输。利用软件的共享缓存技术实现多任务之间的信息交互。在信息传输中通过字节流模式进行先进先出的实时通信,保证了运载火箭测发的实时性。通过对一体化测发系统的并行测试研究,可实现一套测发控系统对箭上多个子系统同时进行测试。 并行测试技术的研究利用了计算机系统并行处理能力,通过测发软件的并行设计,实现可由用户控制的多任务并行测试系统,提高了运载火箭的测试效率和节省测试费用,是解决运载火箭高密度、低成本发射的一种技术途径。     

基于雷达海杂波的区域性非均匀蒸发波导反演方法

由于不同海域上空气象条件的不同, 海上蒸发波导在大尺度海面上空发生时通常是区域性非均匀的, 这一特性使得该环境中的电波传播特性相对于水平均匀的蒸发波导环境情况而明显不同, 因此, 进行区域性非均匀的蒸发波导探测反演对正确预测电波传播特性及提高雷达系统的工作性能具有重要的意义. 考虑到实际应用中蒸发波导信息获取手段的多样性, 将中尺度数值气象模式MM5预报的区域性蒸发波导修正折射率剖面作为先验信息, 提出了一种含该先验信息的区域性非均匀蒸发波导的雷达海杂波后验概率估计模型. 该模型使用主分量分析法对蒸发波导的水平非均匀性进行参数化建模, 然后通过贝叶斯理论将修正折射率剖面参数的先验概率分布、后验概率分布和似然函数联系起来, 利用雷达海杂波实现蒸发波导剖面参数的最大后验概率估计反演. 通过我国东海海域的实际区域性非均匀蒸发波导反演测试, 表明该模型能够以更高的精度实现区域性非均匀蒸发波导的反演.     

基于核的k-最近邻在水下目标识别中的应用*

针对水中目标特征类型多、非线性强的特点,本文将K-KNN应用于水中目标识别。该方法采用PCA对特征矩阵进行降维,利用Kernel技巧将降维后的特征映射到高维空间进行KNN分类识别,并讨论了邻近点个数K对试验结果的影响。实际试验数据验证结果表明：与传统的KNN和BP神经网络分类器相比,K-KNN分类器的综合性能更优。     

基于LabVIEW的水下航行器 航行控制系统通信模块设计

为了保证水下航行器的航行安全,航行控制系统内部通信和航行系统与综合控制台之间的通信的性能需要具有较高的实时性和可靠性。本文基于以太网搭建系统,详细地介绍了系统通信的组成和传输数据的类型,结合系统要求以及TCP/IP、UDP通信协议的特点,选取合适的协议和数据传递方式;对于出现通信堵塞和数据包丢失以及链路不稳定情况,采取自动重连和数据自动重发机制;并采用图形化软件LabVIEW的封装函数实现数据的收发和保存,借助LabVIEW和C语言混合编程实现数据的高效处理;在实验室搭建半实物仿真平台进行测试,结果表明,航行控制系统内部以及和综合控制台之间的数据传输准确、可靠。     

船舶典型结构损耗因子试验及应用研究

损耗因子是衡量系统阻尼特性并决定其振动能量耗散能力的重要参数,对船舶水下噪声预报分析具有重要影响。针对船舶结构特点,选取内底板、舱壁板和甲板等典型结构建立试验模型,基于瞬态衰减法,对船舶典型结构损耗因子进行测试,分析、掌握其特性规律。在此基础上,开展船舶典型结构损耗因子水下噪声预报应用研究,结果表明,损耗因子对船舶水下噪声具有较大影响,进行船舶水下噪声预报时需开展相关损耗因子测试。     

基于传感网络的水下机器人控制器设计

由于水下机器人在水下受到不定水流的干扰,机器人控制器缺陷较大。设备并实现了一种以传感网络配合模糊控制理论的水下机器人控制器。利用频率为20khz的超声波传感器网络组成控制器中的距离测量模块,对水下机器人测量方位和运动速度进行测量,给出了测距过程,主控模块以S3C2410嵌入式主控芯片为主,配合神经网络算法对障碍物进行判断,设计了详细的判断过程,提高机器人水下避障性能。以M3型水下机器人作为测试对象,测试结果说明控制器可以较高完成工作,达到应有水平。     

Reduction of vibration and noise radiation of an underwater vehicle due to propeller forces using periodically layered isolators

Using periodic structure theory, the suppression of vibration and noise radiation from an underwater vehicle due to excitation from propeller forces is investigated. The underwater vehicle is modelled in two parts (the hull and the propeller/shafting system). A model of the propeller/shafting system is constructed using a modular approach and considers the propeller, shaft, thrust bearing, isolation structure and foundation. Different forms of isolator are considered – a simple spring-damper system, a continuous rod and a periodically layered structure. The dynamic properties of the underwater vehicle and the isolation performances of various isolators are compared and analysed. The stop band properties of the periodic isolator are used to enhance the passive control performance. Furthermore, an integrated isolation device is proposed that consists of the periodic isolator and a dynamic absorber, and its isolation performance is investigated. The effects of the absorber parameters on the performance of the integrated device are also analysed. Finally, the radiated sound pressure is calculated to verify the attenuation. The numerical results show that the vibration and noise radiation are greatly attenuated in the stop bands. By optimising the design of the periodic isolators and its integrated structures, the suppression of the vibration and noise radiation can be improved effectively.     

目标机动未知下的有源声呐跟踪滤波方法

为解决由有源声呐测量误差而引入的目标机动判决模糊问题,提出了基于延迟机动检测的跟踪滤波算法。利用多假设跟踪方法,在目标机动检测模糊时,生成匀速及机动的两种目标运动假设以延迟最终的决策时间,基于残差序列构造假设检验统计量,实施序列似然比检验并融合强跟踪滤波器和Kalman滤波器的优点,提高了有源声呐对先验信息未知目标的跟踪能力。通过仿真分析表明,该算法不仅能够精确的跟踪匀速运动目标,而且能够稳定的跟踪机动目标。海试数据处理进一步验证了算法跟踪真实水声目标的有效性。      

Adaptive solution techniques for simulating underwater explosions and implosions

Adaptive solution techniques are presented for simulating underwater explosions and implosions. The liquid is assumed to be an adiabatic fluid and the solution in the gas is assumed to be uniform in space. The solution in water is integrated in time using a semi-implicit time discretization of the adiabatic Euler equations. Results are presented either using a non-conservative semi-implicit algorithm or a conservative semi-implicit algorithm. A semi-implicit algorithm allows one to compute with relatively large time steps compared to an explicit method. The interface solver is based on the coupled level set and volume-of-fluid method (CLSVOF) [M. Sussman, A second order coupled level set and volume-of-fluid method for computing growth and collapse of vapor bubbles, J. Comput. Phys. 187 (2003) 110–136; M. Sussman, E.G. Puckett, A coupled level set and volume-of-fluid method for computing 3D and axisymmetric incompressible two-phase flows, J. Comput. Phys. 162 (2000) 301–337]. Several underwater explosion and implosion test cases are presented to show the performances of our proposed techniques.     

综合传动装置起动扭矩测试试验研究

低温环境起动性能是表征车辆动力性能的一项重要指标。对液力机械传动车辆而言,由于综合传动装置自身技术特点,改善车辆起动性能除应当考虑发动机自身起动阻力外,还应当考虑综合传动装置的起动阻力。在系统分析综合传动装置技术特点和功率流向的基础上,总结了发动机起动过程的主要特征,提出采用稳态试验与动态试验相结合的台架试验方法进行综合传动装置起动扭矩测试。以某高速履带车辆为研究对象,进行了综合传动装置起动扭矩测试。试验结果表明,传动油温的变化和各类油泵的功率消耗是决定综合传动装置起动扭矩大小的关键因素,为改进车辆总体设计和提高车辆起动性能提供了依据。     

射流冲击模型在水下爆炸实验中的应用研究

 为研究射流冲击载荷对结构的作用效果,从理论和数值角度研究了射流的载荷特性,以舱段模型实验为研究对象,建立了射流计算模型,结合实验数据,对射流冲击问题进行了分析。结果表明,射流冲击能够造成结构强烈的局部响应,某些情况下,射流冲击载荷引起的结构响应甚至比冲击波载荷引起的响应更大。因此,中近场水下爆炸实验需要考虑射流的影响。建立的射流模型能够较好地反映射流冲击的载荷特性,为水下爆炸实验分析提供了一种新的手段。     

载人潜水器“蛟龙”号的水声通信信号处理

蛟龙号的水声通信机实现了世界上首次7000 m深度的潜器与母船间的图像、语音、数据和文字的水声通信传输。研究了适用于载人潜水器的水声通信信号处理。(1)它有4种通信功能:1)相干水声通信,传输速率为5~15 kbps,用于传输图像;2)非相干水声通信,传输速率300 bps,传输文字、指令和数据;3)扩频水声通信,传输速率16 bps,传输指令;4)水声语音通信,采用单边带调制技术传输语音。(2)相干水声通信信号处理方法主要是自适应多普勒补偿的多通道自优化判决反馈自适应均衡器,它与Turbo码级联工作,同时采用定长编码的小波图像压缩方法。(3)声呐线阵吊放至水中一定深度,实现空间分集合并技术。(4)太平洋水域试验表明,水声通信机的作用距离几乎覆盖了所有地球海洋的深度,7s或14s传输一幅光图或声图。