摘要：为了解决高速飞行器通信时的高动态信号捕获问题,根据多普勒变化特点,将信号建模为非线性调频信号,采用时频分析的方式提取瞬时频率,设计了一种基于多重同步压缩(Multisynchro Squeezing Transform,MSST)的时频分析方法,有效提高了时频能量聚集能力和鲁棒性。为了避免时频图起始点选择错误引起的频率估计误差过大的问题,提出了一种分段能量泛函最小化法,将时频面分成多个部分,向前向后分别提取脊线,提高了低信噪比下频率估计的准确性。仿真结果表明,对6 Ma、40g、100 g/s的高动态信号,相比传统时频分析方法频率估计精度提高50%以上,所提方法捕获概率可达到95%以上,对低信噪比高动态信号有较强的适应能力。

摘要：为了解决传统卢比变换(Luby Transform,LT)码在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道中存在高误码平台的问题,提出了一种具有逆向边增长(Reverse Edge Growth,REG)结构的LT码.REG-LT码会标记度数值相对较小的信息节点,并使其逆向精准地选取足够数量的校验节点,从而获得不低于期望目标的度数值.首先,设计了REG-LT码的编码算法,分析了校验节点和信息节点的选取原则.其次,推导了REG-LT码的信息节点度分布和校验节点度分布的数学表达式,分析了REG-LT码的收敛性.最后,引入增益损失比(Gain Loss Ratio,GLR)以衡量参数T;对收敛性的影响,将最大化GLR作为求解最优T;值的设计原则.仿真结果表明,与传统LT码相比,本文的REG-LT码可将误码平台降低3至5个数量级,且至少可获得2 dB的编码增益;此外,REG-LT码也能够实现优于现有LT码的误比特率(Bit Error Rate,BER)性能.

摘要：为了解决传统不等差错保护(UEP)LT码算法在加性白高斯噪声信道中存在的高误码平台、慢收敛速度等问题,设计一种系统UEP-LT编码方案。该方案将校验节点分成两段传输以实现对重要数据的保护。固定段校验节点只连接到重要数据以使其最接近译码成功状态。无速率段的节点会按照权重系数选取邻居消息节点,从而使重要数据始终优先译码,并且简化了编码结构。此外,基于外信息传递(EXIT)图法分析了不同等级数据的译码收敛性,旨在为重要数据提供足够宽的译码通道,为次要数据提供开放且不太窄的译码通道。之后,以此为约束条件构建了度分布设计模型,为固定段和无速率段设计了独立的校验度分布。仿真结果表明,所提方案的误比特率性能优于现有的UEP-LT编码方案,且编码开销可节省至码长的18%。

摘要：卫星视频中的目标易受到遮挡和复杂环境干扰等影响,造成对目标的运动状态估计不够准确,导致目标跟踪失败。基于此,在核相关滤波(KCF)算法的基础上设计2种算法提高目标跟踪的成功率,实现鲁棒性的目标跟踪。通过提取目标的方向梯度直方图(HOG)特征、灰度特征和高斯曲率特征表述目标的外观模型;联合响应图的峰值和平均峰值相关能量(APCE)对目标的响应图进行自适应加权融合,并将融合后的响应图峰值作为置信度对目标的模型进行自适应更新;通过使用卡尔曼滤波的方法对遮挡的目标进行位置预测,当目标遮挡结束时,对目标进行重新跟踪,解决卫星视频中目标被遮挡的问题。大量实验结果表明:所改进的相关滤波算法对卫星视频中的目标跟踪,尤其是在复杂环境、目标被遮挡及场景光照发生变化的情况下,具有良好的效果,并且在目标跟踪的精度和成功率等方面都有很大的提高,为进一步对卫星视频中的目标跟踪奠定了基础。

摘要：针对滑模变结构控制中出现的抖振问题,提出了一种分段幂次趋近律。该趋近律采用分段函数方式设计,具有较快的收敛速率、较多的调节参数,并且针对不同阶段的趋近律分开设计互不影响。理论证明了该趋近律达到滑模面时无抖振、固定时间收敛,详细推导出了收敛时间的表达式。在系统存在不确定性和外界干扰时能收敛于干扰稳定界,求出了干扰稳定界范围,给出了各参数对收敛速率和干扰稳定界的影响程度。以小卫星姿态机动控制为例,通过对比仿真实验,证明了所提趋近律的优越性。

摘要：为了解决传统LT码在加性白高斯噪声(AWGN)信道中存在高误码平台的问题,提出了一种改进的编码算法。该算法利用定长分类窗口标记度数值相对较小的信息节点,并使这些节点频繁地参与编码过程,从而使其获得足够高的可靠性。为设计最优的算法参数组合,首先,分析了LT码的误比特率(BER)性能和误码平台的成因,引入理论BER下界作为第1个约束条件。其次,设计了外信息增益损失比(GLR)以衡量算法的收敛性,并将最大化GLR值作为第2个约束条件。最后,分析了不同参数对算法效率和编码复杂度的影响,指出了参数的优先选取原则,并作为第3个约束条件。仿真结果表明,与传统LT码相比,所提算法可将误码平台降低3个数量级;此外,所提算法也能够实现优于对比LT码的BER性能。

摘要：针对飞轮摩擦力矩和外界干扰力矩对小卫星姿态控制精度的影响,设计了一种自适应积分滑模控制器。首先通过设计干扰观测器来补偿飞轮摩擦力矩;并给出了干扰观测器能稳定工作的条件。针对滑模控制器存在的抖振问题,通过对切换增益设计自适应律来减弱抖振;然后基于干扰观测器和自适应律设计了自适应积分滑模控制器;理论证明了该控制器的稳定性。最后通过对小卫星姿态控制进行数字仿真,在控制器作用下,小卫星实现了0. 001°的控制精度;同时具有较小的抖振幅度,证明了所设计控制器的优越性。

摘要：为了提高航天器对地凝视条件下姿态控制精度和鲁棒性,设计了一种基于分段趋近律的姿态滑模控制器。首先,根据航天器轨道参数和目标点地理坐标计算出对地凝视期望姿态。然后,针对当前分段趋近律参数设计不灵活、实际应用存在抖振的缺陷,通过在第二段的幂次趋近律中增添一项线性项,设计了一种全新的分段趋近律。理论证明了该趋近律能有效克服抖振问题;并能在有限时间收敛到滑模面。进而,基于此趋近律设计了一种适用于航天器对地凝视的姿态滑模控制器。仿真实验结果表明,控制器可以获得0.01°的姿态凝视控制精度,在姿态跟踪过程中无抖振现象;并且对外界干扰具有一定的鲁棒性,从而验证了控制器的有效性。

摘要：针对低轨卫星大范围探测,设计了基于剪式控制力矩陀螺的姿态控制系统。按照2种垂轨摆扫姿态机动轨迹,获得姿态机动的期望姿态。使用剪式安装的控制力矩陀螺作为执行机构,给出框架角速率操纵率,避免出现奇异状况,简化了雅克比矩阵。仿真验证了姿控系统对于大范围探测任务的有效性。

摘要：为了解决传统卢比变换(Luby transform,LT)码在加性高斯白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道中存在误码平台的问题,提出了一种改进的编码算法。该算法引入阈值筛选出度数值相对较小的信息节点,并使这些节点优先参与编码过程;阈值可变且递增,进而达到了按序消除不可靠信息节点的目的。首先,分析了低度数值信息节点对误码平台的影响,设计了阈值递增的节点按序消除编码算法。其次,给出了改进算法的理论误比特率(bit error rate,BER)下界,分析了不同参数对算法BER性能的影响。最后,分析了改进算法对LT码收敛性的影响,并指出了算法参数的选取原则。仿真结果显示,与传统LT码相比,改进算法能够将误码平台降低近3个数量级;此外,改进算法也能够实现优于参考文献LT码的BER性能,验证了算法的可行性。