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2010年 第32卷 第1期 刊出日期:2010-01-23
电子技术
宽带信号方位估计的改进RSS方法
侯云山,黄建国,金勇
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  1-4. 
摘要 ( )   PDF (573KB) ( )  
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为了降低宽带信号旋转信号子空间(rotational signal subspace, RSS)方位估计算法的运算量和分辨门限,针对中心对称阵列,将实值处理过程和信号子空间缩放MUSIC(SSMUSIC)方法引入宽带信号方位估计,提出了一种宽带信号方位估计新方法。该方法首先使用左实变换矩阵将双向平滑后的各个频率子带的数据协方差矩阵变换为实数矩阵,从而大大降低了运算量;然后使用RSS方法选取聚焦矩阵对各个频率子带的实协方差矩阵进行变换,得到同一参考频率点的数据协方差阵;最后利用基于子空间斜投影的SSMUSIC算法进行一维搜索来求得各个目标的方位角。仿真实验结果表明,该方法比常规宽带RSS方法运算量小,且具有更低的分辨门限和更小的均方误差。

小波脊线法在暂态信号检测中的应用
王海1,范文晶1,许建华2,张超2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  5-8. 
摘要 ( )   PDF (718KB) ( )  
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针对传统小波脊线法在暂态信号检测中存在的问题,提出了改进算法。新方法引入小波包变换,扩展了小波脊线法的应用范围,并对算法本身进行了若干改进,基本消除了边界效应,提高了算法进行时频分析的实时性和精度。通过对仿真信号的分析,验证了改进方法的优越性,表明改进算法能有效地消除噪声干扰,提取暂态信号的瞬时频率和瞬时幅值,获得信号完整的、精确的时频分布。

一种时域并行差分相关捕获算法
赵晋1,2,张建秋1,2,尹建君1,2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  9-13. 
摘要 ( )   PDF (672KB) ( )  
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提出了一种基于硬件实现、在时域对全球导航卫星系统信号进行相关捕获的新算法。算法采用并行差分结构,通过对相关结果的复用,实现了对多个卫星信号的同时捕获。还分析了该算法、传统的相关算法和现有的两种改进型时域相关算法以及基于FFT的频域相关算法的算法复杂度和所需寄存器数量。分析和仿真结果表明,该算法在计算单个复现码的1次相关时,运算量并不随着过采样率的增加而增加。相比于传统的相关算法和现有的两种改进型时域相关算法以及基于FFT的频域相关算法,该算法在运算复杂度上具有优势,有利于在实际硬件系统中实现。

基于遗传算法的类零相关多相码设计
金明,廖桂生,李军
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  14-17. 
摘要 ( )   PDF (656KB) ( )  
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距离高分辨多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达体制下,目标回波可能跨越多个距离单元,因此要求发射信号在主瓣附近具有较低的自相关旁瓣和互相关。针对这一问题,提出了一种基于遗传算法的类零相关多相码设计方法。该方法选择具有零相关特性的零相关码集为初始群体,然后针对零相关码的特性,对遗传算法的交叉和变异操作进行了优化设计。通过把相关信号能量向远离主瓣的区域挤压,获得的多相码在主瓣附近具有较低的自相关旁瓣和互相关。最后,计算机仿真验证了该方法的有效性。

基于内插结合MMSE均衡消除OFDM系统相位噪声的算法
柯峰1,冯穗力1,黄生叶2,庄宏成3
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  18-21. 
摘要 ( )   PDF (657KB) ( )  
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针对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系统对相位噪声的敏感特性,提出一种基于内插结合最小均方误差(minimum mean square error, MMSE)均衡消除OFDM系统相位噪声的算法,通过在发射端的IFFT之前,对符号进行零子载波的内插,可有效地降低OFDM系统相位噪声造成的子载波间干扰(inter carrier interference, ICI),提高信干比。通过MMSE均衡方式,可消除OFDM系统相位噪声造成的公共相位误差(common phase error, CPE)。仿真结果表明,本算法可以消除CPE引起的整个信号星座的旋转,同时大大降低ICI引起的信号星座点的云状发散,OFDM系统的相位噪声在高斯信道和多径信道下都能够得到有效抑制,且复杂度低、实现简单,具备良好的实用价值。

基于时频自适应最优核的时频分析方法
王晓凯,高静怀,何洋洋
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  22-26. 
摘要 ( )   PDF (647KB) ( )  
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为了抑制多分量信号中同时间点各分量信号引起的交叉项干扰,提出了一种新的时频分析方法——时频自适应最优核时频表示。与以往的基于信号时频表示和时间自适应最优核时频表示不同,该方法通过对Wigner-Ville分布做二维加窗傅里叶变换以得到局部模糊函数,使得核函数不但能够随时间而自适应,而且能够随着频率而自适应。给出了该方法的实现步骤,通过将其用于分析合成信号,表明时频自适应最优核时频表示抑制交叉项效果明显,且能够比时间自适应最优核时频表示更为清楚地刻画信号。

基于EM的MIMO-OFDM系统MAP信道估计算法
许鹏1,汪晋宽1,祁峰2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  27-30. 
摘要 ( )   PDF (606KB) ( )  
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最大后验概率(maximum a posteriori, MAP)信道估计算法应用于MIMO-OFDM系统时将带来大规模矩阵求逆和乘积运算,且OFDM符号的数据传输效率随着发送天线的增多逐渐下降。针对这些弊端,提出一种基于期望最大化(expectation maximum, EM)的MAP信道估计算法,并分析了算法的性能。该算法利用EM算法把多输入输出信道估计问题化简为一系列独立的单输入输出问题,避免了大规模矩阵运算,降低了MAP算法的计算复杂度;为进一步改善MAP算法的数据传输效率及其估计性能,可通过对多个连续的OFDM符号进行联合信道估计。通过仿真实验证明了该算法的有效性。

二值序列偶及其在低相关区序列偶集中的应用
刘凯,许成谦,李刚
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  31-34. 
摘要 ( )   PDF (460KB) ( )  
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利用差集偶与二值序列偶的等价关系,证明了异相自相关值为-1的二值序列偶等价对应的差集偶存在的必要条件,并结合特征多项式法构造出(3+2d,2,2+d,2,1)型和(6λ-5,3λ-1,2λ-1,λ+1,λ)型几类差集偶。由该差集偶获得的二值序列偶可应用于低相关区序列偶集的构造,即通过对二值序列偶的循环移位变换构造出低相关值为-1,低相关区长为移位长度Lcz,序列偶数量小于最大低相关区长度N-1与移位长度Lcz之比的最大整数的低相关区序列偶集。

多层复合结构频率选择表面的分析与设计
杨卓,薛正辉,李伟明,吕昕
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  35-38. 
摘要 ( )   PDF (601KB) ( )  
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针对多层复合结构的频率选择表面(frequency selective surface, FSS)的应用场合,使用了一种混合算法。该算法结合了矩量法和谱方法的优点,主要通过计算缝隙单元上的感应电压来获得FSS的透波率。对于任意结构的FSS,都可以采用这种思路高效率地得到计算结果。仿真分析了几种复合结构的FSS,并通过实验验证了算法的有效性。最后,用该算法证明了多层介质对于FSS的重要性。

传感器与信号处理
一种SAR-GMTI的无源压制性干扰方法
孙光才, 周峰, 邢孟道
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  39-44. 
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针对合成孔径雷达地面动目标检测(synthetic aperture radarground moving target indication, SARGMTI)的工作原理,提出了一种基于旋转角反射器的无源压制性干扰新方法。该方法利用旋转角反射器产生的微多普勒在各个通道中形成干扰条带,在多通道抑制地杂波后,微多普勒干扰条带将造成动目标检测无法完成,使得无法对动目标正确地定位和测速。理论分析和仿真实验证实了该方法对SAR-GMTI干扰的有效性。

基于线性卷积系数扩展特征的雷达目标识别
朱劼昊,周建江,吴杰
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  45-48. 
摘要 ( )   PDF (584KB) ( )  
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针对雷达目标高分辨距离像识别中的有效特征提取问题,提出了一种基于线性卷积系数扩展特征的雷达目标识别方法。该方法将高分辨距离像及其线性卷积系数扩展特征作为联合特征在核空间中进行特征选择,并采用支持向量机(support vector machine, SVM)作为分类器实现雷达目标识别。核空间中的特征选择可以解决联合特征高特征维数问题和非线性可分问题,进而提高SVM识别性能,而线性卷积系数扩展特征相比高分辨距离像具有更强的稳定性。同时,可以在一定程度上弥补因特征选择带来的高分辨距离像部分距离单元特征分量缺失。基于5种飞机目标高分辨距离像的仿真实验证明了该方法的有效性。

基于L型阵列MIMO雷达的多目标分辨和定位
谢荣,刘峥,刘韵佛
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  49-52. 
摘要 ( )   PDF (586KB) ( )  
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针对多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达的自由度特性,提出了一种单基地L型阵列MIMO雷达的空间多目标分辨和定位方案和基于Capon波束形成器的MIMOCapon二维空间谱估计方法。该方法可对空间目标二维DOA进行估计从而完成对多目标的分辨定位,对方案中可分辨定位目标数目进行了分析。分析和仿真结果表明,将该方案应用于雷达目标定位系统中,在实际阵元数目不变的情况下,可提高系统自由度的利用率,增加可分辨目标数目,节约成本。

雷达信号分选实现的新方法
刘旭波,司锡才
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  53-56. 
摘要 ( )   PDF (633KB) ( )  
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解决反辐射导弹在高密度复杂电磁环境下的雷达信号分选问题,提出一种雷达信号分选实现的新方法。采用关联比较器进行雷达信号预分选,在主分选中,应用修正的脉冲重复间隔(pulse repetition interval, PRI)算法测量雷达信号PRI。在硬件实现上提出一种非均匀设定PRI箱宽度的方法,可节省大量的运算时间,提高系统实时性。实验结果表明,该分选方法具有快速准确的优点,既解决了以往直方图统计算法中的子谐波问题,又克服了传统PRI算法不能有效分选抖动脉冲序列的缺点。

SIAR体制单基地MIMO雷达分辨率分析及距离高分辨技术
赵光辉, 陈伯孝, 杨雪亚
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  57-61. 
摘要 ( )   PDF (660KB) ( )  
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针对单基地MIMO雷达收发天线稀布且不共用的特点,详细研究了发射采用多载频正交信号情况下的四维模糊函数,并给出了阵列稀布时方位、俯仰二维角度的3 dB波束宽度公式。考虑到采样过程中距离维存在量化误差,将超分辨思想引入到距离测量中,给出了距离超分辨的详细过程。理论推导与仿真结果证实了该方法的有效性。

完全涂敷目标电磁散射高阶矩量法求解
李西敏1,2,童创明1,2,李晶晶1,付树洪1,2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  62-66. 
摘要 ( )   PDF (670KB) ( )  
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针对传统矩量法(method of moment, MoM)几何建模复杂、计算量大等缺点,采用高阶矩量法和双线性表面技术对涂敷目标的电磁散射问题进行了研究。建立目标的双线性表面几何模型,基于等效原理建立表面电磁积分方程,以典型的完全涂敷目标为例,采用高阶矩量法进行仿真计算。计算结果表明,该方法不仅与传统MoM结果吻合,而且减少计算量和节省计算机内存。

纯方位跟踪中最优轨线的影响因素分析
张武1, 赵宗贵2, 赵丰1, 刘敏1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  67-71. 
摘要 ( )   PDF (723KB) ( )  
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针对常加速目标跟踪的最优观测者轨迹问题,基于最优控制理论建立最优观测者轨迹的优化模型,然后运用解析法得到全局精度指标下常速率观测者最优航向的必要条件,通过仿真讨论目标加速度、观测者速率、目标与观测者的初始距离、目标航向对最优观测者轨迹的影响。仿真结果表明,当目标从近处以较小加速度作接近观测者的运动时,观测者的最优轨迹较光滑;为对常加速目标进行精确跟踪,观测者应沿最优轨迹作高速率的机动。

LFMCW雷达多目标距离-速度联合配对法
肖慧1, 胡卫东2, 郁文贤2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  72-76. 
摘要 ( )   PDF (752KB) ( )  
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针对线调频连续波雷达双差拍傅里叶处理中的多目标配对问题,提出一种距离速度联合配对法。基于多周期积累的分析,得到对应于不同延时区间的二维谱峰值频率的表达式以及相应的解耦合公式。根据双差拍-傅里叶处理的特点定义了两次差拍处理各自的有效测量区间,利用目标距离信息剔除非有效区间的虚假目标。进一步分析了各区间谱峰距离频率的特点,制定了重叠区目标的判断准则,可以对重叠区内的目标进行正确分类并剔除虚假目标。最后结合MTD-速度配对原理,利用目标模糊多普勒信息完成最终的配对操作。仿真结果验证了本文方法的有效性。

系统工程
基于信息集结的新型灰色关联度构建及应用
王建玲1,刘思峰1,邱广华1,2,米传民1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  77-81. 
摘要 ( )   PDF (694KB) ( )  
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在随机不确定数定义基础上,提出了一种新型灰色关联度构建方法,并阐述了该模型在服务品牌延伸中的应用。本模型拓展了灰色关联度的应用空间,对灰色关联度模型作了两点改进:一是定义了随机不确定数,既能体现随机数的特征且便于计算;二是在此基础上构建了新型灰色关联度,意义明确,克服了已有灰色关联度方法不能充分集结评估者信息的缺点。最后以服务品牌延伸实例对该模型的有效性进行了探讨,不仅从动态视角对服务品牌延伸机理进行了有益探索,结果还显示该模型具有一定的实用性。

易逝性电子产品随机模糊库存决策模型及其应用
刘强,徐玖平
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  82-85. 
摘要 ( )   PDF (582KB) ( )  
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针对随机和模糊混合不确定环境下的易逝性电子产品库存优化问题,提出了随机模糊多目标库存决策模型和相应的妥协遗传算法。利用期望值和机会约束等价变换,获得不同置信水平下的最佳订货量。通过实例计算求解发现,概率水平的变化比可能性水平的变动对目标函数值的影响要大,可以通过调整不同的置信水平获得最佳订货量。

多种攻击策略下无标度网络修复策略
胡斌,黎放
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  86-89. 
摘要 ( )   PDF (528KB) ( )  
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为了更有效地对遭受攻击的复杂网络进行修复,需要寻求各种攻击策略下最有效的修复策略。分析了复杂网络的三种攻击策略:随机失效、故意攻击和不完全信息下的攻击。建立了复杂网络的修复模型,在此基础上定义了三种修复策略:平均修复策略、重点修复策略和偏好修复策略。以无标度网络(BA模型)为例,运用仿真方法研究了三种修复策略在不同攻击策略下的适用性,给出了各种攻击策略下最有效的修复策略。

面向Agent的导弹作战仿真概念模型设计
李瑛,毕义明
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  90-93. 
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以面向Agent的方法为基础,通过概念模型设计来描述导弹作战仿真建模,实现问题域的表达。通过分析概念模型的表达要素,利用一系列规范形式来描述所建立的Agent模型及其扩展模型。提出一种面向Agent的概念化范例指导导弹作战仿真概念模型的分析和设计,并给出详细的过程与步骤。与其他现有面向Agent方法比较,此构造概念模型的技术能够在导弹作战仿真建模之初就抽象出系统中的实体、实体活动、实体间的交互等要素,直接反应在概念模型中,为系统仿真提供了一套行之有效的概念建模方法。

基于功能的武器装备体系结构描述方法
葛冰峰,陈英武,王军民,赵华
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  94-99. 
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针对武器装备体系的特殊性,提出了一个武器装备体系结构描述框架。在分析体系结构数据要素的语义关系基础上,提出了基于功能的体系结构描述方法。该方法通过核心实体及其关系确定了产品集和描述内容,并围绕对体系结构数据要素的创建与引用,给出了一种武器装备体系结构系统视图产品的开发流程。以美军网络中心战的精确打击体系为例进行了实例研究,验证了方法的可行性。

复杂环境下的无人机任务决策模型
任佳,高晓光,郑景嵩,张艳
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  100-103. 
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为实现不确定环境下无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)自主动态任务决策,提出一种基于变结构离散动态贝叶斯网络(structure-varied discrete dynamic Bayesian network, SVDDBN)的任务决策模型。该模型由威胁等级评估、目标价值评估和态势优势评估三部分组成,在此基础上可完成突变过程建模。根据以上三部分的评估结果,运用变结构离散动态贝叶斯网络推理算法得到当前时刻的任务决策。仿真结果表明,给出的决策模型满足突发威胁下的任务决策需求。

多UCAV协同目标分配算法研究
叶文1,朱爱红2, 潘长鹏2,范洪达1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  104-108. 
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针对多无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle, UCAV)协同目标分配问题,提出了一种基于离散粒子群算法的多UCAV协同目标分配方法。根据多UCAV协同目标分配问题的特点,建立了粒子与实际问题间的映射,设计了新的粒子群位置和速度更新公式,并且对标准粒子群算法作了改进。充分利用粒子群优化算法的全局搜索能力,有效地解决多约束条件下多UCAV协同目标分配问题。仿真结果表明,离散粒子群算法能够稳定快速地找到较优分配方案,并且算法简单、灵活。

成像卫星鲁棒性调度策略研究
王军民,王鹏,李菊芳
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  109-114. 
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针对不确定条件下的成像卫星调度问题,分析了鲁棒性调度要求,提出了鲁棒性调度策略,将成像卫星调度分为鲁棒性调度方案生成和鲁棒性调度方案动态调整两个阶段。在鲁棒性调度方案生成阶段,以调度方案收益和鲁棒性为优化目标,建立了成像卫星鲁棒性调度模型。在鲁棒性调度方案动态调整阶段,以调度方案收益和新老调度方案差异为优化目标,建立了成像卫星动态调度模型。仿真实例验证了成像卫星鲁棒性调度策略和模型的有效性。

弹道目标微动特征分析与提取方法
李康乐,姜卫东,黎湘
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  115-118. 
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进动特征对导弹防御目标识别具有重要意义。建立了单频信号下雷达观测弹头的进动模型和回波模型,通过对进动弹头回波频谱与微多普勒调制特性的定量分析,提出了利用回波相关方法和频谱展宽估计进动参数的方法,并利用暗室测量数据对该方法的性能进行了实验验证。实验结果表明,该方法在目标进动角不大条件下可以有效估计目标的进动角和进动周期。

基于对称交互熵的ISAR干扰效果评估方法
史军军1,薛磊1,2,毕大平1,2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  119-121. 
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从信息论的角度出发,将交互熵引入到ISAR干扰效果评估中。针对其不满足对称性的不足,提出了对称交互熵的概念,并从理论上证明了对称交互熵是一种距离测度,从而建立了以对称交互熵为指标的评估模型。最后,针对射频噪声干扰和噪声调频干扰两种典型的压制性干扰样式进行了干扰仿真,并应用对称交互熵从定量的角度对ISAR压制性干扰效果进行了评估。得出的结论与定性评估一致,表明了该方法的有效性和可行性。

制导、导航与控制
旋转自动补偿捷联惯导系统技术研究
孙枫,孙伟
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  122-125. 
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利用旋转法补偿陀螺漂移是提高捷联惯导系统精度的有效途径之一。由于旋转的引入,惯性测量单元中陀螺的常值漂移将被调制成周期性信号,通过积分运算可以有效地消除常值陀螺的漂移影响。提出了一种新的单轴旋转调制方案,对该方案进行了理论推导、分析和仿真。与以往的单轴旋转方式及未采用旋转方式时的导航误差进行了比较,结果表明本方案可以消除所有方向上陀螺常值漂移的影响,从而大大提高位置和姿态精度。

离散模糊时滞系统的鲁棒LQ/H非脆弱控制
陈珺,刘飞
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  126-132. 
摘要 ( )   PDF (677KB) ( )  
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针对一类由T-S模糊模型描述的不确定离散非线性时滞系统,讨论其在控制器存在可加性摄动情形下的鲁棒LQ/H非脆弱控制问题。通过构造适当的Lyapunov函数,给出以线性矩阵不等式形式表示的系统时滞依赖稳定的充分条件以及相应的鲁棒LQ/H非脆弱控制器设计方法。数值仿真表明,所构造的控制器不仅能够保证闭环模糊时滞系统的鲁棒渐近稳定性,还能使系统达到一定的H干扰抑制水平。

大型不确定前馈型系统的分散鲁棒镇定
叶华文, 黄树清, 桂卫华, 阳春华
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  133-137. 
摘要 ( )   PDF (640KB) ( )  
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研究了大型不确定前馈型系统的鲁棒分散镇定问题。因为系统具有前馈型结构,采用自下而上的迭代分析方法,同时注意运用互联非线性系统有界性和稳定性判据。将设计任务转化为镇定底层子系统和其他子系统的标称部分,并可以明确构造简单的饱和控制律。该方法利用系统的结构特性,不太依赖李雅普诺夫函数,也不需要通常的LMI技巧。仿真说明该方法的有效性。

空间最优交会轨迹跟踪控制的参数化方法
顾大可1,段广仁1,付艳明1,曹喜滨2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  138-141. 
摘要 ( )   PDF (526KB) ( )  
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在空间交会状态模型的基础上,通过分析航天器的轨道动力学方程,给出了空间最省燃料交会轨迹和空间最优交会轨迹跟踪控制问题的数学描述。基于线性系统的特征结构配置和模型参考方法,提出了一种空间最优交会轨迹跟踪控制的参数化方法。应用该方法设计了系统的反馈镇定控制器和前馈跟踪控制器。仿真结果表明提出的控制方案是行之有效的。

二次D稳定约束下不确定T-S模糊系统的L鲁棒可靠控制
蔡俊伟1,2,胡寿松3,李志宇1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  142-146. 
摘要 ( )   PDF (624KB) ( )  
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针对一类受持续有界扰动的T-S不确定模糊系统,提出了考虑执行器故障的鲁棒可靠控制器设计方法。引入基于L范数理论的鲁棒性能指标及二次D稳定的概念,给出了鲁棒可靠控制器存在的充分条件。通过求解线性矩阵不等式完成可靠控制器的设计,从而使系统即使在发生执行器故障的情况下仍能满足给定的L性能指标,并且闭环系统二次D稳定。仿真实例表明了本方法的有效性。

基于LMI的不确定时滞切换广义系统的保成本控制
顾则全1,刘贺平1,廖福成2,王允建1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  147-151. 
摘要 ( )   PDF (562KB) ( )  
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研究了一类具有状态时滞不确定性的切换广义系统在任意切换策略下的二次稳定保成本控制问题。利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)技术,给出了状态反馈保成本控制器存在的充分条件,使得所研究的时滞不确定切换广义系统是可行的,并满足相应的性能指标。进一步将保成本控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的可行解问题。数值仿真算例说明了该方法的有效性。

线性不确定随机系统时滞相关的H滤波
李玉梅1,2,关新平2,罗小元2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  152-157. 
摘要 ( )   PDF (692KB) ( )  
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研究了一类带有时变状态时滞和参数不确定性的连续时间线性随机系统的鲁棒H滤波问题。目的是设计一个线性滤波器使滤波误差动态系统是指数均方稳定的,并满足给定的H性能指标。应用描述符系统模型转换,建立了新的Lyapunov-Krasovskii 函数。通过引入自由加权矩阵,消除了Lyapunov矩阵和系统矩阵的乘积项,从而无需在滤波器设计过程中对Lyapunov矩阵作任何约束,这在很大程度上降低了滤波器设计的保守性。基于LMI方法,针对精确已知随机系统和带有结构不确定性的随机系统,分别提出了时滞相关的鲁棒H滤波器存在的充分性条件。仿真结果表明所提出的设计方法是有效的。

不确定奇异系统的Terminal滑模控制
樊仲光1,3,梁家荣2,肖剑1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  158-161. 
摘要 ( )   PDF (520KB) ( )  
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针对一类不确定奇异系统,研究其Terminal滑模控制问题。通过非奇异线性变换把不确定奇异系统变换成受限等价形式,利用Lyapunov函数方法,首次提出了一种新的Terminal滑模控制策略,给出了特殊的Terminal滑模超曲面,设计了相应的滑模控制器,实现了滑模运动,保证了系统状态变量在有限时间内收敛到平衡点。给出数值算例,说明了方法的有效性。

无陀螺捷联惯导系统角速度解算的新方法
刘涛1,赵国荣2,潘爽1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  162-165. 
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针对无陀螺捷联惯导系统中角速度解算精度难以满足工程应用要求的关键问题,利用一种基于九加速度计的配置方案能提供两种角速度解算值(积分值和开方值)的特点,设计了一种智能加权解算方法。该算法利用解算值修正下一时刻积分法的解算初值,使得积分解算值的精度也同时得到了提高,从而形成了良好的精度相互促进机制,然后利用遗传算法和数据拟合方法得到了加权因子的计算公式。仿真结果表明,与现有的解算方法相比,加权算法解算误差的均值减小了19.7%,方差减小了两个数量级。

软件、算法与仿真
面向语义检索应用的本体模型结构设计
王洪伟1,霍佳震1,王伟2,廖雅国3
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  166-174. 
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为提高语义检索过程中术语关系自动判别的效果,引入本体理论,对本体的结构设计及推理机理展开研究。提出基于6元组的本体模型结构,采用描述逻辑作为表达工具,实现了对原子术语、复合术语、实例、实例描述、属性分配以及公理的语义描述。依据Gruber设计原则,从明确性和客观性、一致性、最大单向可扩展性、最小编码偏好和最小本体承诺5方面对本体结构进行评价。从语义检索的需求出发,提出面向术语和面向实例的两种推理类型,以及转换机制和判定算法。将语义检索抽象成信息请求与答复过程,提出4类信息搜索策略,并对语义检索系统的实现进行展望。

一种本体学习中的领域概念筛选算法
王红滨1,刘大昕1,王念滨1,王桐2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  175-178. 
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由于现有领域概念筛选方法中领域筛选存在不准确的缺点,提出了一种改进的本体学习中的领域概念筛选算法。该算法针对领域相关度和领域一致度公式存在的信息描述不全的缺点进行改进,给出了改进公式和领域概念筛选算法。实验数据表明,该方法提高了领域概念筛选的有效性,取得了很好的效果。

基于本体的Web服务连接研究
吴奎1,周献中2,萧毅鸿2,施爱博2,田卫萍3
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  179-182. 
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针对Web 服务组装过程中服务输入-输出接口连接程度量化和多分量连接对应关系判定问题,提出了一种新的连接度量化方法。该方法基于领域本体中的概念条件出现概率,将服务连接程度定义为输入-输出接口概念的替换可能性。在此基础上,利用二部图稳定匹配算法给出了服务接口各分量之间连接对应关系判定算法。最后讨论了不同连接样式下复合服务连接度计算,并分析算法的时间性能。

基于超复数相位相关的彩色图像配准算法
冯巍,胡波
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  183-187. 
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由于数学上的限制,在使用传统相位相关技术对彩色图像进行配准时,必须先将其转化为灰度图像,在此过程中损失了图像的色度信息,导致配准精度的降低。针对此问题,提出了一种具有亚像素精度的彩色图像配准方法。首先通过数学推导得到一种新的超复数相位相关表达式及相关系数与图像位移间的解析表达式,然后使用最小二乘法从相关系数矩阵中,直接估计出图像间存在的位移。该算法能够充分利用彩色图像的灰度和色度信息,提高配准精度。仿真实验结果证明了算法的有效性。

基于扩散张量的自适应正则化变分模型
刘孝艳1,2,冯象初1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  188-191. 
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结构张量是描述图像的有效工具。利用结构张量对图像灰度变化的方向和大小进行判断,提出基于扩散张量的自适应正则化变分模型。该模型将冲击滤波器耦合在其中,使其在恢复图像的同时能有效地增强边缘。同时,给出一种构造正则化参数的方法。仿真实验表明,该模型在对带噪图像进行自适应恢复时,能较好地保护边缘信息,增强纹理特征,得到了较为满意的结果。

基于粗糙集的聚类算法中阈值自动选取
宋晓宇,刘锋,孙焕良
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  192-194. 
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输入参数影响聚类算法的可用性,利用逐差法自动选取初始化阈值,使聚类算法无须任何参数,且有效降低算法的时间复杂度。逐差法利用已有数据本身属性,对相似系数矩阵行数据进行快速排序,逐个做差,求取初始化阈值。试验结果表明,新方法保证了分类精度,提高了运行效率。逐差法的应用使得基于粗糙集的聚类算法成为一种更加客观、准确的聚类方法。

认知系统AES-LDPC纠错加密器的设计与性能分析
鲁凌云1, 肖扬1, 姜月秋2, 宋丽丽1
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  195-199. 
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在多跳的认知系统中,由于不存在可信实体作为服务器控制密钥分发,安全性将面临更大挑战,需要建立完善的加密体系结构来解决这一问题。将高级加密标准AES和在通信纠错领域性能优异的低密度奇偶校验码(low-density parity-check, LDPC)结合,设计出了分组长度为128 bit的六轮宽轨迹加密策略、密钥由128 bit AES密钥和LDPC生成矩阵组成的LDPC纠错加密器。由于LDPC生成矩阵具有更好的扩散性能,使得这种新设计的LDPC纠错加密器能在更少的轮数下具有较好的安全性。最后,通过实验结果验证了AES-LDPC纠错加密器的性能。

集中式无线传感器网络TDMA优化调度方案
陈杰, 易本顺
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  200-204. 
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针对无线传感器网络周期性全局快速数据收集应用场合,提出了一种新的基于粒子群优化和禁忌搜索的混合算法,以对这类网络进行多指标TDMA优化调度。该算法采用基于熵权的逼近理想解的排序法对算法结果进行客观评价和择优。当网络数据收集任务量一定时,应用该算法,只需要较少的时隙数和能耗便可完成任务。仿真结果证实,算法搜索效率高,能改善网络TDMA调度效果,且比已经提出的一些TDMA调度算法性能优越。

可靠性
基于历史数据的测试任务约简和故障诊断
方甲永1,肖明清1, 王磊1, 李斌1,2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  205-210. 
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针对部队航电组件测试任务繁重、故障定位率低的问题,提出一种利用历史数据来简化测试任务、提高故障定位率的方法。利用粗糙集信息系统理论,建立了航电组件故障信息系统模型;基于测试任务辨识函数和诊断允许误差对测试任务进行约简;基于最短测试时间选出最优测试任务集;利用贝叶斯最大后验概率进行故障诊断推理,将诊断问题归结为不等式约束极值问题;用0-1规划隐数算法求得最优解。最后以某型飞机惯导部件为例验证了方法的快速有效性。

基于多主体的舰载机综合保障过程建模方法
冯强,曾声奎,康锐
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  211-216. 
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针对舰载机面向作战任务的实时动态的综合保障需求,提出了基于多主体的舰载机动态保障模型。系统分析了舰载机使用保障与维修保障的基本过程,探讨了其有限资源约束下的动态调度特征。建立了三层混合控制的多主体模型架构,保证模型具有足够的柔性与收敛速度。重点考虑保障过程中主体(Agent)间合作博弈特征以及故障等系统扰动的影响,提出了一类基于合同网的交互协商机制,以提高Agent间的协商效率,并尽可能消除重调度的影响。给出了Agent的个体抽象原则,并定义了可扩展的Agent内部结构。在此基础上,给出了舰载机动态保障的有限资源调度算法。最后以舰载机的战备完好性指标单位时间出动架次为优化目标,选取舰载机的典型任务模式对模型进行了验证。

基于混沌粒子群优化的系统级故障诊断策略优化
吕晓明1, 黄考利2, 连光耀2
Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010, 32(1):  217-220. 
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针对诊断设计优化过程中的关键问题——故障诊断策略优化,提出了基于混沌粒子群优化算法的系统级故障诊断策略优化方法。该算法利用混沌优化不重复遍历系统所有状态的特点,引导粒子在全局范围内搜索,从而克服了粒子群算法“早熟”收敛的缺点。这使算法不仅具有较快的收敛速度,又保证了获得的最优解的可靠性,为获得有效的系统级故障诊断策略提供了可行的方法。最后,给出了该算法在诊断策略优化过程中的关键步骤,通过仿真证明了该算法对于系统级故障诊断策略优化的有效性。

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