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相控阵雷达资源优化管理

作　者: 赵宇
导　师: 李建勋
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制工程
关键词: 相控阵雷达 资源优化管理 跟踪采样时间间隔 二次规划 仿真软件
分类号: TN958.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


相控阵雷达波束灵活多变,可以同时完成搜索、跟踪等任务,并可以同时对多目标进行跟踪与制导。面对相控阵雷达的高灵活性,大数据量,多任务的特点,如何制定合理有效的资源管理方法,合理分配相控阵雷达有限的时间与能量资源,使相控阵雷达发挥最大性能是相控阵雷达重要研究课题之一。相控阵雷达资源管理主要包含搜索资源管理,跟踪资源管理和任务调度管理三个主要方向。本文主要针对跟踪资源管理和任务调度管理两个方向进行研究,具体的研究内容包括以下三个内容:。在跟踪管理方面,本文提出一种采样时间间隔自适应调节UKF_IMM跟踪算法,仿真实验证明,与传统的固定采样时间间隔EKF_IMM相比,本文算法有效的提高了跟踪精度。在任务调度方面,本文以加权时间偏移量平方和最小为调度代价标准,给出带有最优解存在判定条件的基于二次规划的相控阵雷达任务自适应调度算法,并给出一种最优解的解析求解算法。通过对一组航空护卫舰舰载相控阵雷达真实数据进行一系列仿真,仿真结果表明,本文算法有效保证了雷达任务调度的调度成功率并降低截止期错失率。最后,本文研究了相控阵雷达数字仿真技术,并结合跟踪资源管理以及任务调度管理的相关研究成果,编写了一套相控阵雷达数字仿真软件,验证了相关算法的有效性。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 相控阵雷达系统概述  13-14
  1.2 相控阵雷达资源管理  14-16
  1.3 研究现状  16-18
    1.3.1 搜索管理研究现状  16
    1.3.2 跟踪管理研究现状  16-17
    1.3.3 驻留任务调度研究现状  17-18
  1.4 目前研究的不足  18-19
  1.5 本文主要内容  19-21
第二章 相控阵雷达资源优化管理  21-28
  2.1 相控阵雷达主要工作模式  21-22
  2.2 相控阵雷达采样时间间隔的自适应选取  22-24
    2.2.1 相控阵雷达采样时间间隔选取原则  22-23
    2.2.2 相控阵雷达采样时间间隔的自适应选取  23-24
  2.3 相控阵雷达任务数学模型及其优化调度模型  24-27
    2.3.1 相控阵雷达任务数学模型  24-26
    2.3.2 相控阵雷达任务优化调度模型  26-27
  2.4 小结  27-28
第三章 目标跟踪与跟踪采样时间间隔研究  28-44
  3.1 交互多模型算法原理  28-30
  3.2 基于IMM 算法的相控阵雷达跟踪采样间隔自适应调整  30-32
  3.3 目标机动的数学模型  32-35
    3.3.1 三种常见机动模型  32-33
    3.3.2 自适应加速度运动模型（ACA）  33-35
  3.4 无迹卡尔曼滤波算法  35-38
    3.4.1 无迹卡尔曼滤波算法原理  35-36
    3.4.2 UKF-IMM 算法  36-38
  3.5 仿真结果  38-43
    3.5.1 EKF_IMM 算法与UKF_IMM 算法仿真  38-39
    3.5.2 带有ACA 模型的UKF_IMM 算法仿真  39-41
    3.5.3 自适应跟踪采样时间间隔IMM 算法仿真  41-43
  3.6 小结  43-44
第四章 相控阵雷达任务自适应调度算法研究  44-59
  4.1 经典的EDF 算法  44-46
    4.1.1 抢占式EDF 算法  44-45
    4.1.2 非抢占式EDF 算法  45-46
  4.2 基于二次规划的相控阵雷达任务自适应调度算法  46-53
    4.2.1 二次规划算法  46
    4.2.2 数学模型的提出  46-47
    4.2.3 综合优先级的制定  47-48
    4.2.4 调度属性的判断及最优解存在条件  48-50
    4.2.5 最优解解析求取方法及算法流程  50-53
  4.3 仿真结果  53-58
  4.4 小结  58-59
第五章 相控阵雷达数字仿真软件设计  59-76
  5.1 相控阵雷达常见仿真方法  59-60
  5.2 相控阵雷达数字仿真方法  60-62
  5.3 相控阵雷达数字仿真软件设计  62-67
    5.3.1 战场环境仿真模块设计  62-63
    5.3.2 相控阵雷达仿真模块设计  63-67
  5.4 相控阵雷达仿真软件各功能界面  67-73
    5.4.1 主界面  67-69
    5.4.2 战场环境参数设置界面  69
    5.4.3 目标参数设置界面  69-70
    5.4.4 雷达参数设置界面  70-71
    5.4.5 波束设置界面  71-72
    5.4.6 调度策略设置界面  72-73
  5.5 整体仿真结果  73-75
  5.6 小结  75-76
第六章 总结展望  76-78
  6.1 全文总结  76
  6.2 未来展望  76-78
参考文献  78-81
致谢  81-82
攻读学位期间发表的学术论文  82

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达：按体制分 > 相控阵雷达
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