飞行器分层势场路径规划算法

传统势场法是飞行器路径规划的一种常用方法,但是存在目标不可达、易收敛到局部极小值和无评价机制等问题.本文针对这些问题提出了一种飞行器路径规划的分层势场算法.利用分段思想对势场函数进行修正,解决了目标不可达问题.引入回环力和飞行器间作用力,解决了易收敛到局部极小值问题和飞行器间的碰撞问题.采用分层方法,建立了多层次多方位路径点阵,并以此计算最优路径点,从而引入了势场法的评价机制.通过数值仿真,对在复杂障碍环境中的飞行器路径规划进行了传统势场法、改进势场法和分层势场法的对比研究.仿真结果验证了所提出的分层势场算法的有效性和可行性.

基于BP神经网络的SPWM逆变器控制仿真研究

采用控制和实现方法是决定单相SPWM逆变器输出波形质量和动态性能的主要因素。在分析逆变器常规PID控制方法优缺点的基础上,针对带非线性负载和负载跳变的单相SPWM逆变器,输出波形畸变较大,动态性能差和THD值较高的缺点,提出了一种基于BP神经网络自整定PI双闭环控制方案,并用MATLAB软件工具进行了仿真验证。仿真实验结果表明,方法能同时实现逆变器的高精度稳态输出波形、低的总谐波畸变率和快速动态响应性能,适用于感应电源、UPS不间断电源等需要高性能输出电压波形的场合。

几种模型降阶方法的仿真对比研究

算法比较研究,比较几种主要模型降阶方法的优缺点,为给工程应用提供方法参考。利用奇异值分解的模型降阶方法具有较好的理论性质,能够保持降阶系统结构特性,但计算成本较高故不适合大规模动态系统的降阶;采用矩匹配的模型降阶方法计算简便,适合大规模系统降阶,但无法保证降阶系统稳定性,也很难求得降阶误差界。最小二乘降阶法同时利用了系统的Gramian矩阵和Krylov子空间理论,结合了二者的优点,使得降阶过程计算简化,保持了降阶系统的结构特性,而且降阶误差进一步减小。仿真算例证明了最小二乘法较前两者具有优越性。

基于LMI的直升机鲁棒飞行控制及仿真研究

研究了直升机在低速飞行时的鲁棒飞行控制器设计以及直升机飞行控制系统的仿真验证问题。以ADS-33D水平1操纵品质要求为设计目标，通过选择适当的加权函数矩阵，采用基于线性不矩阵等式(LMI)的H(控制器设计方法，设计了UH-60A直升机在低速飞行时的鲁棒控制器。仿真结果表明，所设计的直升机飞行控制系统具有鲁棒性，达到了给定的ADS-33D水平1操纵品质要求。

一种矢量人工势能场的多智能体编队避障算法

针对多智能体编队通过障碍物区域的避撞和避障问题,利用传感器的监控功能,采用改进的人工势能场法对避障算法进行优化,使多智能体编队能有效地通过障碍物区域,并在通过障碍物区域后再次形成多智能体编队。首先,从多智能体模型上进行改进,建立一种具有可视化范围的速度为矢量的速度可变的智能体模型。然后,使用矢量的人工势能场法进行多智能体编队的避撞和避障。最后,针对多智能体编队避障过程中会存在"局部困扰"的情况,加入"回环力"使多智能体编队能够通过障碍物区域,并在通过障碍物区域后继续编队运行。同时,使用MATLAB软件在坐标系中进行多智能体编队的避障仿真,验证了改进人工势能场法的有效性和正确性,为多智能体编队避障问题提供了更加有效的方法。

基于遗传算法的直升机鲁棒飞行控制器设计

以旋翼机驾驶品质要求 ADS-33为设计目标 ,采用 H∞ 混合灵敏度方法设计直升机在低速飞行时的鲁棒控制器 ,设计中利用遗传算法优化加权阵参数 ,找到同时满足频域和时域性能要求的控制器。以 UH-60 A直升机为对象 ,所设计的直升机飞行控制系统不仅具有鲁棒稳定性 ,而且满足 ADS-33D水平 1操纵品质要求。

一种新的故障方法及其在直升机中的应用

提出了一种新的故障检测方法 ,该方法采用小波系数描述系统的故障特征 ,以模糊树模型作为系统故障特征的分类模型 ,并将此方法应用于直升机作动器的实时故障检测 .仿真结果表明 ,这种故障检测方法结合了小波变换和模糊树模型的特点 ,具有检测精度高。

基于PID网络的航空发动机多变量系统解耦控制

研究飞机发动机稳定性控制问题,由于航空发动机是多变量系统,各回路间存在耦合现象,影响系统稳定性能。为保证飞行可靠性,提出采用PID网络设计航空发动机多变量系统的解耦控制器。根据发动机的工作原理及变量选择的一般原则,利用改进的最小二乘法拟合建立发动机四变量小偏差状态模型,并添加动量PID网络设计航空发动机四变量系统的解耦控制器进行仿真。结果表明,建立的航空发动机四变量系统解耦控制器具有解耦性强、调节时间短、精度高等特点,满足航空发动机控制器设计的要求,为设计提供了科学依据。

适于直升机配平计算的混合遗传算法

结合传统的数值计算如拟牛顿法的局部快速收敛特性,以及遗传算法的全局收敛与群体搜索的优点,发展出一种新的混合遗传算法,使之具备全局快速收敛特性。通过两个算例及某型直升机在前进比为0.2状态下的配平,验证了该算法的可行性及高效性,从而为直升机的配平计算提供了一种新的成功的算法,同时也在传统数值分析方法和现代智能进化算法之间的有效结合做了一次比较成功的尝试。

基于遗传算法的鲁棒H_∞控制系统设计

提出了一种基于遗传算法的H∞ 控制系统设计方法 ,把控制系统的多个设计目标转化成不等式约束 ,将H∞ 控制器设计中加权阵的选取表示成一个多目标优化问题 ,通过遗传算法优化加权阵参数 ,进而找到同时满足给定的频域和时域性能指标要求的H∞ 控制器。以UH - 6 0A直升机为对象 ,采用此方法设计出了直升机的鲁棒飞行控制器 ,使得所设计的直升机飞行控制系统不仅具有鲁棒性 ,而且满足所有给定的性能指标要求。

基于改进平衡法的直升机降阶H_∞控制器设计

直升机控制器的阶数往往较高,在保证闭环性能的情况下如何尽可能地降低控制器阶数,是有待解决的问题。首先提出一种改进的平衡法,将它与奇异值分解法结合应用于UH-60A直升机17阶线性化标称模型的25阶H∞控制器,与遗传算法、Schur均衡实现法和最优Hankel-范数法相比,提出的方法有更好的降阶效果。

GA矩阵编码方法及其在模糊建模中的应用

在遗传算法 (GA)的实际应用中 ,许多问题都可以采用树结构描述 .模糊建模中的结构辨识是指如何划分输入空间 ,它是一种复杂的非线性优化过程 ,模糊树模型可将输入空间的划分表示成二叉树结构的形式 .本文提出了一种树结构的矩阵编码方法 ,这种编码方法直观、简单 ,非常适合遗传算法的各种遗传操作 .针对模糊树模型 ,以树结构为个体 ,采用矩阵编码方式 ,利用遗传算法优化输入空间的划分 。

基于模糊平滑切换的直升机飞行控制与仿真

研究了直升机前飞状态下的模糊平滑切换控制方法和仿真验证问题。首先,在不同的平衡点,对直升机模型进行线性化,得到线性子模型集。再针对每个子模型,设计了基于遗传算法的H∞控制器。然后采用模糊平滑切换策略设计了全局控制器。最后对设计得到的直升机飞行控制系统进行了仿真。仿真结果表明,所设计的直升机飞行控制系统实现了前飞状态下不同速度的飞行控制,保证了控制过程的平滑性,达到了ADS-33D操纵品质水平1的要求。

基于GA的多智能机器人合作的物流配送系统研究

针对物流系统中物流配送的路径规划问题,首先,建立三级物流配送模型,采用遗传算法和爬山算子进行分组和路径规划,选择对应的枢纽网点和客户网点,使得其总费用最优。然后,编写相应的Android智能机器人应用APK程序,并通过多机器人系统进行实现。多Android智能机器人能自主实现简单的局部任务规划和执行总台的指令,从而证明了采用遗传算法和爬山算子相结合在物流配送系统中的可行性和可靠性。

无人机俯仰角程序调参控制律设计

研究无人机控制器优化设计问题,针对固定参数控制器难以满足无人机大包线飞行品质的问题,用程序调参的思想设计了某型无人机俯仰角的控制系统。首先建立无人机小扰动化线性模型,再利用根轨迹法,设计了无人机平衡点处的俯仰角局部控制器,得到了程序调参增益调度表,最后利用三次样条插值法拟合出了调参曲面,可实现无人机俯仰角的全局程序调参控制,并使无人机达到了一级飞行品质标准。利用Simulink软件进行仿真的结果表明,所设计的程序调参控制律合理有效,控制系统在整个飞行包线内都具有良好的动态响应性能,证明改进方法具有一定的工程应用价值。

TRIZ理论在电子技术领域的应用与研究

TRIZ理论在工业、建筑、微电子、教育、管理等领域都有发展,文章介绍TRIZ理论中的40个发明原理在电子技术领域的应用,这将对电子技术领域的技术创新研究有着重大的意义。

采用进化算法优化H_∞加权阵的选取

在H∞ 控制设计中 ,加权阵函数直接反映了系统的稳定性和性能要求。本文提出了一种采用进化算法优化加权阵选取的方法 ,把控制系统的多个设计目标转化成不等式约束 ,将H∞ 控制器设计中加权阵的选取表示成一个多目标优化问题 ,并通过进化算法求解该优化问题。仿真结果表明 ,所提出的方法能够找到满意的加权阵 ,同时找到满足给定频域和时域性能指标要求的H∞ 控制器 ,是一种有效的加权阵选取方法。

基于LMI的飞行控制系统H_2/H_∞状态反馈综合

针对同时存在模型参数变化和外界干扰这两种不确定性的飞机对象 ,本文采用基于LMI的H2 /H∞ 状态反馈综合方法进行控制器设计。仿真结果表明 ,闭环系统不仅对模型参数的变化具有鲁棒稳定性 ,而且对外界干扰具有很强的抑制能力 。

基于改进QFT方法的直升机飞行控制与仿真

针对直升机飞行包线上由对象数学模型的大范围变化带来的系统不确定问题,采用一种改进的定量反馈理论(QFT)方法进行直升机飞行控制器设计。首先利用H∞回路成形方法实现系统不同控制通道的解耦,将多输入多输出问题转化为单输入单输出问题,然后针对每个单输入单输出系统采用QFT方法进行控制器设计,从而简化QFT的设计过程提高控制效果。将该方法应用于UH-60A直升机的飞行控制,设计了该型直升机在五种飞行状态下的全包线飞行控制器。仿真结果表明:所采用方法具有良好的控制效果,验证了该方法的有效性。