摘要:信息物理融合系统是一类将感控、计算和通信与物理对象在网络环境中高度集成的新型智能复杂系统，可以实现系统的实时性、自治性、鲁棒性和高性能等。介绍了CPS的基本概念、发展现状和系统架构，分析了CPS与嵌入式系统、无线传感器网络和物联网的联系与区别；重点研究了CPS在电力、交通、医疗和航空航天等领域的应用研究现状及面临的突出问题；对CPS的研究方向进行了总结与展望。

摘要:针对线性定常系统，基于Guardian Maps稳定理论提出了一种面向性能指标的控制器参数整定方法。将期望的闭环系统动态性能和稳定裕度指标转化为状态矩阵特征值的配置问题，进而利用Guardian Maps包围函数，在系统参数已知的条件下，可确定满足期望性能的全部控制器参数；在控制器参数既定时，可确定满足期望性能的系统参数许用摄动范围。仿真验证了所提方法的有效性，同时表明该方法通用性强，对PID控制、状态反馈及自适应等控制器参数整定问题均适用。

摘要:通过对长航时太阳能无人机机载发电和储能系统的性能特点进行研究和分析,以能量平衡关系和气动力参数为基础推导了储能蓄电池(二次电源)重量[WTBX]Qb、太阳能电池面积Ss与无人机总重量Qj、飞行速度v、升阻比k、电动机效率ηm、螺旋桨效率ηB和机载设备用电功率Pb等参数的关系式,提出了相应的系统总体设计方法和流程;在此基础上,针对重力混合储能的优化方法建立了蓄电池重量比的关系公式。通过系统方案的计算和对比验证了设计方法的有效性,简化了计算,并可在方案设计阶段进行设计校核,可为长航时太阳能无人机平台的总体设计提供借鉴和帮助。

摘要:以“稀土盐”代替传统“铬酸盐”进行航空镁合金表面化学转化处理,用金相显微镜对稀土转化膜表面形貌进行观察,通过极化曲线和浸泡挂片试验对基体试样和膜层试样进行模拟腐蚀试验。实验表明,室温条件下,在3 g／L CeCl3·H2O、5 g／L KMnO4等物质组成的稀土盐转化液中进行化学转化处理,镁合金试样表面生成一层黄褐色转化膜,且该膜层具有很好的耐蚀性能。用化学热力学原理对稀土盐化学转化膜组成及膜形成过程进行分析,研究表明,稀土盐化学转化膜层的成分有MgO、CeO2、MnO2、Mg(OH)2和Ce(OH)4等物质。在稀土盐化学转化初期,试样增重率随时间快速增长,化学转化进行到30 min时,试样增重率几乎不变。

摘要:编队飞行中无人飞行器由于战场态势改变等原因常常需要延迟打击目标。在定高飞行模式下,提出了基于分层规划的延时航迹规划方法,首先基于最小风险值选择最佳延时机动区域,然后采用基于解析法的延时航迹规划算法,生成满足延迟时间和飞行约束条件要求的延时机动航迹。通过分析计算各个航迹段附近区域的风险值,确定了无人飞行器延时机动的安全飞行区域;基于解析法提出徘徊延时航迹的规划算法,并用该算法生成满足飞抵时间延迟量要求的延时航迹。仿真结果显示,徘徊延时航迹规划算法能够高效准确地规划出需要的延时航迹,规划总时间在规定的时间范围内,较好地满足了无人飞行器需要延时飞行的时间要求。

摘要:为探索信息化条件下作战资源柔性组织模式,引入角色相关概念以规范化作战资源信息管理。通过提取作战资源组织的分层粒度结构模型,分析作战资源的自身关联属性,并以此为基础,提出面向作战实体元数据的作战角色编码过程。通过案例验证表明:该方法可有效实现物理实体的信息规范化和表达方式的柔性统一,且有利于信息对象的动态扩展和上下层标准兼容,为网络中心环境下作战资源柔性组织设计与建模提供基础支撑。

摘要:针对多传感器协同目标识别的基本概率赋值在实际应用中存在容易导致决策可信度低等难以解决的问题,提出一种基于BP神经网络和D-S证据理论的多传感器协同目标识别的推理机制。简述了BP神经网络理论和D-S证据理论,构建了目标识别推理框架,推理了算法可行性,进行了实例仿真,通过信息融合，不确定性的基本概率赋值下降到0.000 8,表明该推理机制的有效性。

摘要:提出了一种适用于稀疏步进频信号的成像算法，以较少的时间和频谱资源完成了雷达目标成像。该算法将稀疏步进频回波数据等效为均匀步进频回波数据的观测值，利用压缩感知重构算法实现目标区域的距离向重构，然后经过距离徙动校正与方位向脉压完成对目标场景成像。仿真结果表明：该算法在发射频点高度稀疏条件下仍能实现高分辨成像。采用地基雷达实测数据验证了算法的有效性。

摘要:为克服传统RCS起伏统计模型描述隐身目标起伏特性的不足,提出了一种将高斯混合密度模型(GMDM)应用于RCS统计分析的建模方法。根据典型隐身目标的仿真数据,分别建立了该目标在不同方位角范围内的2阶GMDM和χ分布模型。拟合结果表明2阶GMDM在前侧向、正侧向和后侧向拟合误差分别为4.74％、12.34％和1.01％,而χ模型的拟合误差分别为44.5％、18.65％和13.21％。同时,当拟合阶数超过4阶时,GMDM的拟合误差将稳定在5％以下,能够满足雷达目标仿真的精度需求。

摘要:从跟踪雷达的角度进行了再入段弹道导弹毁伤效果评估的研究。分析了弹道导弹在再入段遭到拦截时可能发生的2种情况,在此基础上将弹道系数引入弹道目标毁伤效果评估中,提出了基于弹道系数估计的弹道导弹再入段拦截的毁伤效果评估方法,仿真了3种弹道目标即完整弹头、弹体残骸、小碎片的弹道系数,证明了该方法在毁伤评估中的可行性。通过仿真机动变轨和碰撞变轨2种模型下的弹头运动轨迹,研究了目标机动对弹道导弹毁伤评估可能造成的影响,并得出可以避免这种影响的方法。

摘要:利用谐振腔形成对称场激励,设计实现了一种基于多层基片集成波导技术的背腔式缝隙天线,并对其辐射特性进行了仿真研究。该天线利用双层基片集成波导实现了天线的馈电电路和背腔结构,利用工作于谐振状态的基片集成波导谐振腔对缝隙进行激励,同时通过加载缝隙圆环,显著降低了天线的回波损耗,并具有剖面低、重量轻、易集成的优点。研究了缝隙圆环对天线辐射性能的改善作用，制成了测试样片,天线-10 dB回波损耗的带宽为150 MHz,最高增益为8 dB,交叉极化增益的最高为-12 dB,测量结果与仿真分析吻合较好,验证了设计方法的有效性。

摘要:空情的不确定性给区域防空部署优化方案的生成带来很大的挑战,每一种空情下对应一个最优部署方案,为了综合各空情下的最优部署方案得到适应各种不同空情的最优方案,将各空情下的最优部署方案集作为问题的理想点,通过定义部署方案之间的贴近度,构造出评价函数,最终将问题转化为一单目标规划问题,并得到了一种基于理想点的区域防空部署优化方法,案例分析表明,该方法是可行的。

摘要:针对视觉运动目标的鲁棒跟踪问题,提出了一种基于局部分块和背景加权的跟踪算法。首先对目标的前景和背景区域进行分块采样,然后利用基于积分直方图的局部快速穷搜索算法计算每一个分块在当前帧中的后验概率图,最后对后验概率图确定的对应分块的搜索结果赋予不同的权值,进而计算出目标在当前帧中的位置。实验结果表明:基于局部分块加权的跟踪算法比单纯的背景加权跟踪和分块跟踪具有更高的跟踪精度和成功率,且算法复杂度较低。

摘要:为了实现圆极化微带天线的频带拓宽和增益提高,在缝隙耦合天线的基础上,设计了一种Ku频段正交缝隙耦合馈电的宽带圆极化微带天线。该天线以双层方形贴片为辐射单元,在拓展天线阻抗带宽的同时提高了增益;采用微带线结合正交左旋缝隙结构实现耦合馈电,通过优化缝隙结构改善了天线轴比特性。测量结果表明：阻抗带宽(VSWR<2)和轴比带宽 (AR<3 dB)分别达到22.5％和16.2％,轴比带宽内天线增益均大于9 dBi。该结构天线以其简单的馈电设计为宽带圆极化微带天线设计提供了一定的参考价值。

摘要:M序列报文是典型短波数据链报文。提出一种针对M序列报文的MIAC压缩编码算法,该算法根据M序列报文的统计特性,应用基于字段结构的半动态概率估计模型,量化低概率符号出现概率的取值且半动态更新,采用动态的编码区间长度更新机制,使乘法运算替换为预处理过程中的查表运算,最大造成10.04％的编码效率损失。测试结果表明,当M序列报文数目为2~9条时,MIAC压缩编码算法在损失最多20％的压缩率时,使压缩时间低于原算术编码至少50％。为今后研究提升数据链系统性能提供一种新的思路。

摘要:针对如何确定PSO算法粒子分裂数目、如何评价粒子寻优能力与算法寻优能力这3方面的问题,对多分PSO算法在不同粒子分裂数目时,线阵低副瓣方向图、带零陷低副瓣方向图的综合性能通过定义粒子停滞率、寻优比进行了研究,分别从所综合的方向图性能和粒子寻优能力进行了详细分析。仿真结果表明:分裂次数越多,寻优比越大,算法收敛速度越快,但粒子停滞率基本不变,对于较为复杂的方向图综合,随着分裂次数的增多,寻优比增大的幅度变小,且仿真所需的时间增加。仿真分析表明所定义的2个参数能够有效地反映多分法的寻优能力及多分法中粒子的寻优能力,从微观角度对多分PSO算法的寻优能力做出较为可靠的评价。

摘要:针对放线光缆放线剥离点附近的强弯曲状态可能引发光缆断纤的问题,在建立光缆运动姿态数学模型的基础上,对光缆剥离点处曲率半径和弯曲弧长的分布情况进行了研究。重点讨论了剥离点处曲率半径和弯曲弧长与剥离点位置、剥离段光纤所在缠绕层的半径、光缆放线速度、光缆线密度等光纤特征参量之间的变化关系,并对曲率半径最小值位置的具体讨论。结果表明,在对应试验条件下,放线过程中剥离点处光缆的曲率半径存在极小值,其大小约为1.2 mm,与光缆缠绕层半径、放线速度几乎无关。而曲率半径和弯曲弧长会随剥离点位置、放线层、放线速度、光缆线密度的改变发生变化。

摘要:经验模态分解广泛应用于机械故障诊断,但其模态混淆问题影响了方法的有效性。从机械故障诊断的角度提出了EMD模态混淆的基本概念,根据表现形式将模态混淆定义为“向下”、“交叉”和“向上”3种基本类型,通过深入研究经验模态分解的模态混淆问题,发现产生模态混淆的原因主要有2类:一类是由方法基本原理所导致,有模态向下混淆和模态交叉混淆2种表现形式,称为Ⅰ类模态混淆问题;一类是由筛分算法缺陷所导致,有模态向上混淆1种表现形式,称为Ⅱ类模态混淆问题。根据模态混淆产生的机理,提出了针对性的解决方案:对于Ⅰ类模态混淆问题需要引进辅助手段加以解决,例如异常排除法、信号滤波法和辅助信号加入法;对于Ⅱ类模态混淆问题,完善了本征模态函数的定义,改进了筛分算法最后进行了仿真,结果表明所提解决方案有效。

摘要:为了更加准确地分析加筋高边坡在地震荷载作用下的稳定性,采用拟静力法结合有限元软件和强度折减法分析了加筋高边坡在不同地震荷载作用下的安全系数,经过分析,发现水平地震荷载对边坡的稳定性影响更大,水平向外的地震加速度最大只能加到0.154 g,竖直向下的加速度最大可以加到0.318 g。通过对最不利情况下地震加速度的计算分析,绘制了加筋高边坡在地震荷载作用下安全系数的空间曲面图。并且定义了安全系数的影响因子η,计算了各个方向上地震加速度对安全系数的影响,从而确定出最危险的地震加速度方向为水平方向，为加筋高边坡的抗震设计提供了参考。

摘要:首先针对空间机械臂微重力模拟方法的国际现状,分别从运动轨迹、模拟精度、建造周期及经济性等方面进行了详细综述。考虑到空间机械臂的三维运动特征,对三维空间微重力模拟这一难点问题进行了论述,进而提出了剪式三维气浮微重力环境模拟装置的方案,该方案具有较大伸缩比,结构紧凑,通过利用气浮法的优点解决了水平随动问题,集成力反馈伺服控制系统解决了竖直方向随动问题,该方案为做复杂运动的空间机械臂提供了灵活的微重力模拟环境。

摘要:结合网络安全评价中存在诸多不确定因素的特点，提出一种基于未确知数学理论的网络安全综合评价新方法。分析了网络安全风险的因素，建立了网络安全风险评价因素的指标体系和评价等级空间。在分析网络安全风险因素的基础上，建立了网络安全风险评价因素的指标体系和评价等级空间，将未确知数学的方法运用于网络安全风险的综合评估中,在未确知测度理论的基础上，定义了未确知测度期望、未确知评价等级二值效应量值、综合评价的未确知测度向量、未确知等级二值效应期望和二值效应方差等新的未确知数学概念。在新的未确知概念的基础上，建立了网络安全风险综合评估的未确知数学模型。并用实例对该模型进行了应用，评价结果用一个未确知有理数来表示更符合实际。实例表明该方法计算简单科学有效,为网络安全综合评价提供了一种新途径。