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高稳定性船用电磁环境模拟系统的设计与实现
| 论文题名： | 高稳定性船用电磁环境模拟系统的设计与实现 |
| 关键词： | 船舶电磁环境模拟系统;信号调制参数;复合控制算法;收敛性能 |
| 摘要： | 随着信息化发展和电子设备的大量应用，现代化海战战场空间电磁环境日益复杂,影响船用电子设备和武器系统发挥应有效能。研究如何模拟海战场电磁环境，在近似实战的条件下对船用电子设备和武器系统进行技术战术效能评估，是当前国防事业建设中的研究热点，有庞大的需求空间和广阔的应用前景。 目前国内外对模拟海战场电磁环境的研究方法，主要是利用分布式软件系统仿真、注入射频模拟信号和利用岸基模拟器等，缺乏具体的、真实的、能够在海面上稳定产生电磁信号的模拟技术。为了弥补这一不足，本文设计了一种搭载高稳定性平台的电磁环境模拟系统，在恶劣的海况中保持稳定地输出复杂电磁信号，能够在不同海况、不同背景的海战场空间模拟复杂电磁环境。 针对形成电磁环境的信号种类繁多、类型复杂，设计复杂信号产生系统:基于DDS（直接数字式频率合成器）技术的信号发生器作为系统硬件核心，可以存储、编辑不同波形、不同调制方式的信号;远程控制设计保证了操控性和软硬件的联通;重点对复杂信号产生软件进行设计和实现，通过对信号建模确定信号调制参数，采用VS+Matlab混合编程方式实现软件设计，节省内存资源，提高执行效率，满足编辑、调整信号脉内、脉间不同调制参数的要求，实现产生多种复杂雷达信号和通信信号的功能。 针对船用平台在恶劣海况中保持稳定的要求，设计稳定平台控制系统:通过对影响平台稳定的因素分析，以DSP+FPGA作为控制系统硬件核心组成，及时响应控制算法指令;重点设计了复合控制算法，对量化参数、隶属数据集配比参数、模糊先验信息置信度参数等进行自适应控制和修正，以模糊推理进行模糊规则确定，采用模糊化和解模糊化的方式对PID控制数值进行精确性控制，并通过类比实验，验证该复合算法的高精准度、高灵敏度。 通过测试分析，复杂信号产生系统操作简单、设置方便，产生13种典型单一和复杂信号的脉内脉间参数满足设计要求;复合控制算法的环路测试满足指标要求，实船验证结果表明该算法收敛性强、反应迅速，能够通过自适应不断修正误差。 本文的设计方案和实现结果满足模拟海战场复杂电磁环境的要求，能够应用于海军实战训练，为探讨船用电子设备如何在实战中发挥应有效能提供参考。 |
| 作者： | 沈佳琪 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 杜宇人 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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