IRIG标准颤振信号的在线监测方法研究

孔径分割技术和波形捷变能力让直升机雷达可同时形成多个波束完成不同功能,并根据不同需求选择不同波形,因此对雷达资源管理提出更高的要求。综合考虑时间资源、能量资源、孔径资源的约束下,提出一种适合于多子阵直升机载相控阵雷达的波束波形联合自适应调度算法,对雷达波束和波形进行有效调度,并通过与传统自适应调度算法进行仿真对比,证明了该算法在调度能力、能量节约等方面的先进性。     

协方差矩阵重构的稳健自适应波束形成算法

针对协方差矩阵含有期望信号成分以及波束指向角失配时,传统自适应波束形成器性能严重下降的问题,提出了协方差矩阵重构的稳健自适应波束形成算法。该算法将全空域划分成若干互不重叠的区域,分别对应干扰区域与信号区域,先利用Capon波束形成器对干扰区域积分,由此构造出干扰协方差矩阵。然后,利用标准Capon波束形成器的波束域MUSIC谱估计法对信号区域积分,重构出信号协方差矩阵,以其主特征向量作为期望信号导引向量估计。由于算法重构了干扰加噪声协方差矩阵并对导引向量进行了修正,保证了自适应波束形成器的性能。理论分析和仿真实验结果表明,算法在训练数据含有期望信号成分和波束指向角度失配情况下具有良好的性能。     

线性约束自适应逆波束形成研究

逆波束形成较常规波束形成有较好的方位分辨力,但其旁瓣较高,为抑制旁瓣并进一步提高阵增益和方位分辨力,本文提出一种自适应逆波束形成方法,通过设计自适应滤波器对虚拟阵列进行加权,提高阵增益和方位分辨力。理论分析表明自适应逆波束形成能够抑制旁瓣和噪声,阵增益较常规波束形成和逆波束形成提高约3 d B,数值仿真结果表明,自适应逆波束形成的旁瓣降低,阵增益和方位分辨力提高,实验数据处理结果表明自适应逆波束形成具有良好的方位分辨能力和目标检测能力,从而验证了其抑制旁瓣、提高方位分辨力和阵增益的有效性。     

一种高效的自适应波束域变换方法及应用研究

波束域变换将阵元域数据投影到一个低维的波束域空间, 不仅能够减小信号处理算法的运算时间, 提高算法性能, 还能够抑制干扰. 本文针对常规自适应波束域变换方法需要在线调整波束变换矩阵、更新波束域导向矢量由此导致实时实现困难的问题, 提出一种高效的自适应波束域变换方法. 该方法将波束域协方差矩阵与导向矢量均表示成不依赖自适应波束变换矩阵的闭合形式, 省去在线调整与更新过程, 使运算效率得到了显著提高. 最后将该方法应用到波达方向(DOA)的估计之中, 仿真研究表明, 本文方法获得了比常规自适应方法更好的DOA估计性能. 此外, 本文方法还具有另一个非常突出的优点, 即它可以有效抑制运动强干扰. 这是因为本文方法无需训练波束变换矩阵, 其当前运算结果与历史快拍数据无关, 这样可以有效避免常规自适应方法中因目标运动所导致的训练数据与应用数据失配的问题.     

一种消除角度响应影响的多波束声强数据自适应改正方法

针对多波束反向散射强度(Backscatter Strength,BS)数据在采集过程中受到声学散射机理而产生的角度响应(Angular Response,AR)影响,而目前声学硬件方面尚未完美解决且现有后处理改正方法在复杂海底底质环境下适应性较差,尤其在高入射角区域的改正效果甚为不理想的问题,为此,给出了一种基于散射强度的自适应角度响应改正模型。首先获取连续脉冲(Ping)平均散射强度数据的角度响应曲线;其次使用高斯拟合方法对角度响应曲线进行平滑拟合处理,进而对其解算二阶导数提取角度响应模型改正参数;最后给出顾及高入射角区域的单Ping反向散射强度数据的分段处理改正模型。实验结果表明,该方法与传统方法相比,整个发射扇区散射强度平均偏差精度约提高30V,尤其在影响较大的高入射角区域,平均偏差精度约提高40V,并且该区域的标准差精度也提高了近30%。该模型较好地解决了多波束在非正射情况下获取海底精准散射声强的问题,削弱了声波散射机理的影响;同时也解决了散射强度过渡不均衡、中央波束区域改正异常等问题。因此,提高了多波束反向散射强度的可靠性,可以真实地呈现出海底实际的地貌。     

基于CAN总线网络控制系统的混合调度算法研究

文章以CAN总线为研究对象,在网络控制系统中,经过对原有动、静态调度算法及采用分级调度机制的混合调度算法(MTS)的分析和研究,提出了一种改进的混合调度算法IMTS;在IMTS算法中,采用动态调度算法LLF或EDF来调度硬实时性消息;采用静态调度算法DM,并分别结合RM算法或先来先服务策略来调度软实时性消息和非周期非实时性消息;最后利用基于Matlab/Simulink仿真环境下的TrueTime-1.5工具箱分别对一般的MTS算法和改进的IMTS算法进行仿真比较,分析了IMTS算法对网络控制系统性能的影响,该算法取得了较理想的调度效果。     

拖线阵机动时的自适应波束形成

提出了一种MVDR(最小方差无失真响应)的改进算法,用以解决常规MVDR算法由于阵形时变而出现的性能下降问题。在获得时变阵形估计数据的基础上,该算法以统计时段内的平均阵形为基准阵形,在每个扫描方向上根据实际阵形和基准阵形的差异对阵列互谱矩阵多样本进行相位补偿,从而实现统计时段内的互谱矩阵多样本相干累加和目标检测。数值仿真与海上实验数据处理结果表明:与传统MVDR算法相比,改进算法有效缓解了时变阵形下的目标测向角度模糊问题,可提高拖线阵目标左右舷分辨性能、增强弱目标检测能力。     

血管内超声图像初始轮廓提取算法的研究

Snake模型在医学图像分割中的应用已经越来越广泛,但在应用该模型时,如何选取合适的初始轮廓是一个难题;在对血管内超声医学图像的研究基础上,提出了一种基于灰度信息与ROI区域的初始轮廓获取方法,根据IVUS图像的灰度特征对其进行自适应阈值分割以及面积滤波,然后获得分割轮廓点集进而得到snake初始轮廓点集;在matlab7.0环境分别对不同类别的2种IVUS图像的中外膜边缘提取进行仿真实验,实验证明该方法获得的初始snake轮廓较为逼近目标真实轮廓且适合于snake模型进行迭代收敛,由于其初始轮廓已较为接近目标真实轮廓,因此节省了snake模型的迭代次数,算法运行效率也优于手工提取初始轮廓的snake方法,可以较为方便的应用于实际领域。     

基于自适应阈值法的合金弹头缺陷尺寸测量算法研究

在合金弹头缺陷尺寸检测中,针对传统分割算法无法在复杂背景下将缺陷完整分割的问题,采用了自适应阈值分割算法。该算法在分割时,图像的每个像素对应的阈值不同,可避免缺陷和背景错误划分,而且可以在保证缺陷完整分割的情况下避免噪声带来的干扰。给出了缺陷分割过程,完成了缺陷尺寸计算,并对尺寸计算的准确度进行了分析。实验结果表明,在缺陷与背景灰度差较小的情况下,该算法仍可较为完整地将缺陷分割出来,测量结果的标准差为0.122 8,不确定度为0.368 4。     

后勤应急保障资源调度模型动态多目标算法研究

为更加贴合实际情况,更好地体现应急保障资源调度过程中的实时性、调度目标的多样性,对应急保障资源调度效用、资源调度成本和任务点保障资源均衡等目标进行分析,研究了这三个目标对应急保障资源调度模型的影响,解决单目标无法满足调度需求的问题。引入时间变量t,使模型能够依据实际需求实时改变资源调度策略,解决了无法体现应急保障实施后的反馈作用及资源调度的动态性问题,并建立了后勤应急保障资源调度模型,最后通过具有实际应用背景的算例进行验证,结果证明算法能够表现模型的动态及多目标两个特点,符合保障任务实际情况,能够为应急保障方案的形成提供决策支持。     

光学相控阵光束电扫描技术及仿真

光学相控阵技术是一种新型光束偏转及扫描技术,介绍了光学相控阵技术光束电扫描的原理,分析了光学相控阵主要参数及高斯光束替代平行光束入射对偏转效果的影响,研究了三种利用光学相控阵实现多光束扫描的方法。研究结果表明,为了提高光束质量应尽量减小单元周期,增大光学相控阵尺寸和填充率,但减小周期并不能完全抑制栅瓣,而高斯光束取代平行光束入射仅影响偏转光束的角宽度,所研究的三种多光束扫描方法均有效,三种方法各有优缺点。     

液晶光学相控阵可编程光束偏转研究

研究了一种一维透射式向列相液晶光学相控阵.建立了器件的数学模型,根据Frank-Oseen液晶连续体弹性形变理论计算了电场作用下液晶指向矢分布,定量分析了器件的相位延迟及衍射特性.研制了含1 024个驱动电极的实际器件,由FPGA对电极驱动电压进行可编程控制.经实验测试,该器件可以实现60个角度的准连续随机可编程电控偏转与扫描,最大偏转角度为2.001 4°.根据器件的理论模型,对光束偏转的衍射效率进行了定性讨论,发现电极之间形成的“相位凹陷”是形成衍射旁瓣的直接原因.     

Phased Array Beam Fields of Nonlinear Rayleigh Surface Waves

This study concerns calculation of phased array beam fields of the nonlinear Rayleigh surface waves based on the integral solutions for a nonparaxial wave equation.Since the parabolic approximation model for describing the nonlinear Rayleigh waves has certain limitations in modeling the sound beam fields of phased arrays,a more general model equation and integral forms of quasilinear solutions are introduced.Some features of steered and focused beam Gelds radiated from a linear phased array of the second harmonic Rayleigh wave are presented.     

Photonic Architectures for Broadband Adaptive Nulling with Linear and Conformal Phased Array Antennas

This paper presents several photonic architectures for independently steering multiple broadband nulls for linear and conformal phased array antennas. Analytic expres sions that quantify bandwidth requirements are developed and both experimental and simulation results which demonstrate the antenna system performance are presented. In a fully integrated, optimized system, null depths in excess of 50 dB across a multigigahertz bandwidth are anticipated and the critical factors that influence this performance are examined.     

光纤延迟线噪音对相控阵波束指向的影响

基于相位噪音和相控阵理论,运用线阵天线原始方向图函数和光纤链路噪音系数公式,根据天线波束指向实际误差进行合理近似,推导了光延迟线链路噪音系数、天线阵元数与波束指向误差的理论公式.采用常规光纤链路参量进行了仿真研究,结果表明:相控阵天线波束指向误差均方差随光纤链路噪音系数增大而增加,随天线阵元数增加而减小,指向误差与光纤延迟线链路噪音系数的1/2次方成正比,与阵元数的3/2次方成反比.在相控阵天线工作频段内,低频波段受噪音系数影响更加明显.     

基于环形相控阵的空心车轴探伤方法的研究

以高速列车空心车轴超声波探伤为背景,通过声场分析及CIVA软件仿真设计了环形相控阵,评估了有效阵元个数以及触发频率对声场的影响。采用环形相控阵探头的探伤系统能以直线推进的方式对空心轴进行探伤,较现有探伤方式,可大幅提升检测效率、简化机电结构,并可有效避免由于探头旋转所导致的耦合不稳定。     

基于模拟退火算法的自适应近场光束整形

在激光实际应用中,为了提高系统的利用效率,常常需要将激光器的输出光束整形为特定光强分布光束.基于纯相位液晶空间光调制器的高空间分辨率、实时可编程控制等特性,结合模拟退火算法搭建了一套自适应近场光束整形系统.理论模拟了该系统对于理想高斯光束的近场整形效果,并基于这一闭环系统,对固体激光器输出的近高斯光束进行了近场光束整形...     

Modeling of Focused Acoustic Field of a Concave Multi-annular Phased Array Using Spheroidal Beam Equation

A theoretical model of focused acoustic field for a multi-annular phased array on concave spherical surface is proposed.In this model,the source boundary conditions of the spheroidal beam equation(SBE) for multi-annular phased elements are studied.Acoustic field calculated by the dynamic focusing model of SBE is compared with numerical results of the O'Neil and Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov(KZK) model,respectively.Axial dynamic focusing and the harmonic effects are presented.The results demonstrate that the dynamic focusing model of SBE is good valid for a concave multi-annular phased array with a large aperture angle in the linear or nonlinear field.     

基于自适应差分进化算法的阵列侧向测井快速反演

严格意义上的电测井反演在每一次反演算法迭代过程中都要进行多次正演计算,耗时长,在复杂三维地层模型中电测井数据的实时反演不太可能实现,对现场实时高效处理电测井数据提出了挑战.本文基于径向阶跃介质模型,预先计算正演响应,在反演过程中直接进行线性插值调用,大大节省反演时间.提出一种自适应差分进化算法,将阵列侧向反演问题转化为一种非线性的全局优化问题,通过与经典差分进化算法、马奎特算法进行比较,自适应差分进化算法具备寻优成功率高（90%）、平均迭代次数少（21）、抗噪性好的特点.利用不同侵入条件下的层状介质模型进行算法验证,结果表明改进算法反演的电阻率较视电阻率更加接近储层真实电阻率,可以满足油气藏评价的需要.     

基于改进DPSO算法的并行测试任务优化调度研究

并行测试以减少测试时间和降低测试成本的强大优势,已成为当前自动测试系统发展的方向。针对并行自动测试过程中,测试任务调度复杂,难以优化的问题,以PSO算法为基础,通过对问题空间编码的重新定义,并运用交叉、变异算子给出了新的粒子位置的更新公式,提出了一种改进后的DPSO算法。依据并行测试完成时间极限定理,给出了并行测试任务调度的目标函数与约束条件。以某雷达电子装备并行测试系统中三块电路板并行测试为例,对改进的DPSO算法进行了仿真验证,得到了最优调度测试序列。结果表明：与遗传算法相比,改进后的DPSO算法迭代次数更少,寻优性能更好,适用于工程应用。