无人机自主着陆过程中合作目标特征点的提取方法研究

准确估计无人机着陆时的相对位置和姿态对实现无人机安全着陆具有重要的意义,正确地提取出合作目标中的特征点是一个重要环节。本文提出了一种合作目标特征点的提取方法,首先,通过Sobel算子对合作目标进行边缘检测;然后,利用轮廓跟踪获得合作目标的轮廓链码表;最后,利用合作目标的形状特征以及链码的特性,从合作目标的图像中提取出10个特征点。实验结果表明,本文的方法能很好地提取出合作目标的特征点,为后续的无人机姿态信息的精确计算提供了保障。

对地观测卫星姿态控制系统效能评估方法

卫星系统效能评估问题,是卫星提高工作效率和卫星方案优化设计的基础。以对地观测卫星姿态控制系统作为效能评估的对象,通过对卫星的任务需求进行分析,建立对地观测卫星姿态控制系统效能评估指标体系;基于灰色关联分析相关理论,引入熵权法计算指标权重,建立效能评估模型,计算得到综合灰色关联度,实现卫星姿态控制系统效能评估;通过数据验证所建体系具有可实现性与实用性。

基于双模型自适应估计的大气数据传感器故障诊断方法

大气湍流是大气中一种不规则的随机运动,在机载大气数据传感器的测量过程中,大气湍流影响与传感器故障相互耦合,导致大气数据传感器故障诊断算法无法将故障与湍流影响解耦。针对大气湍流影响下的大气数据传感器故障诊断问题,基于惯性测量单元和导航姿态解算,考虑湍流对大气系统的影响,建立新型大气系统模型及量测模型。在对双模型自适应估计算法进行扩展后,引入湍流对系统影响的协方差自适应更新方法,实现存在未知扰动情况下故障状态的无偏估计。仿真结果表明,该算法可以有效实现对固定偏差故障、漂移偏差故障和振荡故障的诊断。

一种基于STL-Prophet-Informer模型的太阳电池阵多变量趋势预测方法

为了提高太阳电池阵多变量预测的精度,解决阳电池阵遥测参数存在周期波动与增长性互相耦合的问题,提出一种基于STL-Prophet-Informer模型的太阳电池阵多变量预测算法.该算法首先应用局部加权周期趋势分解算法(seasonal and trend decomposition procedure based on loess,STL)对太阳电池阵的多个参数分解为趋势分量、周期分量和残差分量,然后采用对趋势性数据预测效果较好的Prophet预测趋势分量,Informer模型预测周期分量和残差分量,最后将各分量预测结果相加后得到总的太阳电池阵参数预测值.以某卫星太阳电池阵实际遥测数据做算例分析,提出算法的各项误差评价指标和单一的Informer模型、LSTM模型等相比有明显减小,将该组合预测模型用于太阳电池阵多变量参数预测中,可以提高参数预测精度,提升卫星自主运行性能.

基于LSTM的试验系统控制策略设计

发动机试验是航空发动机开发与设计中的重要环节,空气管道系统作为发动机实验测试系统,发挥着重要作用。该文针对传统的人工调节先输出后反馈再控制的策略存在控制滞后、依赖调节经验的问题开展控制策略研究。构建压力试验系统的参数预测神经网络模型;以试验系统的目标压力和目标流量为依据,约束阀门调节方向,遍历所有的阀门开度生成策略表;将策略输入到预测模型,利用预测结果结合策略选取规则,得到最终的阀门调节策略。经过仿真与试验测试,该文提出的阀门调节策略将试验控制效率至少提高了30%,并且流量、压力控制精度优于1%。

一种利用LSTM-FCN的导弹舵回路故障诊断算法

为实现故障辨识、定位与估计等功能,同时又面向导弹舵回路诊断的实时性与准确性需求,提出一种基于长短记忆网络-自编码器(LSTM自编码器)与长短记忆网络-全卷积网络(LSTM-FCN)算法相结合的诊断框架。采用LSTM自编码器学习数据间的时序关系并建立正常飞行状态的预测模型。将预测模型输出与当前飞行状态比较,生成残差形成故障特征。基于LSTM-FCN网络建立了集故障辨识、定位与估计功能于一体的导弹舵回路诊断模型;并引入压缩激发(SE)模块以增强诊断算法对故障特征的敏感性,利用舵回路半物理仿真平台对所提算法进行了验证。试验表明:针对气动参数与质量不确定性条件的导弹舵回路,所提算法提升了故障诊断的准确性、实时性和鲁棒性。

柱形装药空中爆炸冲击波荷载研究

受比例距离、装药长径比、起爆方式、方位角、冲击波入射角以及反射面相对位置等多种因素的影响,球形装药空中爆炸冲击波荷载的计算方法不适用于柱形装药。为探究柱形装药空中自由场爆炸冲击波入射和反射荷载,首先,开展柱形TNT装药单端起爆的空中爆炸试验,并基于显式动力学分析软件AUTODYN进行数值模拟,通过与试验和规范进行对比,验证了采用的有限元分析方法的适用性。进一步开展考虑比例距离、长径比、起爆方式、方位角和刚性反射等因素的1000余组柱形装药空中爆炸工况的数值模拟。基于模拟结果,揭示了柱形装药空中爆炸入射冲击波峰值超压和最大冲量及其形状因子的分布特征,提出峰值超压和最大冲量临界比例距离的判定准则和确定方法,阐明了刚性反射冲击波峰值超压和反射系数的变化规律。最后,提出柱形装药空中爆炸入射和反射冲击波荷载的计算方法,并得到360余组试验数据的验证。该方法可快速计算作用于建筑结构上的爆炸荷载,并为弹药毁伤效能评估、结构动态响应和破坏分析及其抗爆设计提供参考。

一种基于生成对抗网络的卫星异常检测方法

针对卫星地面测控中心在异常检测时面临的遥测数据不平衡和缺乏异常标签等问题,提出了一种基于时序生成对抗网络的异常检测方法.首先对卫星遥测数据进行预处理,剔除原始数据中的噪声和野值.然后使用长短时记忆网络构建生成模型的生成器和判别器,使得模型可以学习到历史数据的时间依赖关系.采用改进的生成对抗损失函数,使得生成模型在训练时可以保证生成序列与输入序列的潜在空间分布一致.最后,使用残差作为测试序列的异常分数,通过阈值自适应方法判断测试序列是否异常.经真实卫星遥测数据进行实验验证,表明该异常检测方法具有较好的有效性.

柱形装药空中运动爆炸冲击波荷载计算模型

为预测战斗部的爆炸威力,对柱形装药运动爆炸的入射和反射冲击波峰值超压和最大冲量开展数值仿真研究。首先,基于AUTODYN有限元分析程序提出了“三阶段”装药运动爆炸有限元分析方法,通过与已有静止和运动爆炸试验结果对比,验证了方法的可靠性。然后,考虑装药运动速度、长径比、比例距离、方位角和刚性反射等影响因素,开展了运动爆炸工况下200组柱形装药的数值模拟。结果表明:相较于静爆,动爆冲击波场整体前移,波阵面强度在装药运动方向增强而在反方向减弱,该影响与装药运动速度正相关。最后,针对柱形装药空中自由场运动爆炸和垂直于目标迎爆面运动爆炸的典型工况,分别提出了装药运动爆炸入射和反射冲击波峰值超压以及最大冲量的计算模型。该模型与2种战斗部柱形TNT装药运动爆炸工况的数值模拟结果符合良好,能较好地计算柱形装药空中运动爆炸冲击波荷载。

基于3D细观模型的混凝土动态压缩行为分析

通过建立混凝土的3D细观模型,在细观尺度上分析动态压缩荷载作用下混凝土材料内部裂缝的产生和发展、损伤演化和动态强度及其影响因素。首先,基于传统的“生成-投放”法生成粒径、形状和空间分布均随机的凸多面体粗骨料模型,并通过骨料沉降和粒径缩放实现粗骨料的大体积率(达50%)和可调控;使用四面体网格划分骨料和砂浆表征其真实物理形状;使用界面粘结接触表征界面过渡区(ITZ)提升计算效率。进一步通过对比不同粗骨料粒径混凝土的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验数据与模拟结果,如杆上应变时程、试件动态应力-应变曲线和试件损伤破坏模式,验证了建立的混凝土3D细观有限元模型、参数确定方法和数值仿真方法的准确性。最后,分析了30~100 s^(-1)应变率范围内骨料粒径(4~8、10~14和22~26 mm)、体积率(20%、30%和40%)和类型(石灰岩、花岗岩和玄武岩)对混凝土动态压缩强度的影响。结果表明:粗骨料粒径增大,混凝土动态压缩强度先增大后减小;粗骨料体积率越高,混凝土动态压缩强度越大;混凝土动态压缩强度随粗骨料强度的增加而提高。

基于飞行状态数据的火箭动力系统异常监测研究

针对火箭动力系统内部传感器较少、可信度较低导致异常监测困难的问题,提出一种利用飞行状态信息进行火箭动力系统异常监测的方法.从火箭控制系统闭环回路中选取合适可测的飞行状态参数构建故障数据集;利用LSTM-自编码器算法提取故障特征信息;构建支持向量机分类辨识模型,并利用人工蜂群算法对于支持向量机的参数进行参数寻优,实现动力系统故障的异常监测;最后通过火箭飞行控制闭环回路仿真验证了所提算法的有效性和可行性.

基于零空间方法的四旋翼无人机避障与协同编队控制

针对四旋翼无人机在编队飞行执行任务时可能遭遇障碍物问题,考虑多无人机避障及机间避撞的需求,提出1种基于零空间方法的四旋翼无人机避障与协同编队控制算法。首先,建立四旋翼无人机动力学模型,并建立虚拟控制量简化控制模型;其次,基于零空间方法进行避障与协同编队控制算法研究,将无人机任务执行分解为目标趋向任务、避障避撞任务和协同编队任务,并根据优先级进行任务融合得到期望速度;再次,基于PID方法设计控制律;最后,通过仿真验证所提控制算法的有效性。所提方法可保证四旋翼无人机在编队飞行中遭遇障碍物时的飞行安全。

上海市居民经3年干预后骨密度值测定及骨质疏松患病率的调查

目的 研究综合性干预措施对居民骨密度值 (BMD)及骨质疏松 (OP)患病率的影响 ,为OP的防治提供科学依据。方法 用整群随机抽样方法从上海市卢湾区 30～ 86岁健康人群中抽取5 98例为研究对象 ,将他们随机分为干预组和未干预组。要求干预组居民平时适当运动、合理营养 ,多食含钙、含VitD较高的食物等 ,干预时间为 3年 (2 0 0 0年 3月～ 2 0 0 3年 3月 )。两组居民均采用美国Lunar公司生产的双能X线骨密度仪测试L2 4和髋部的BMD ,然后进行统计、比较与分析。 结果干预组和未干预组骨量峰值 (PBM)均出现在 30～ 39岁 ,前者PBM值显著高于后者 (P <0 0 5 ) ;干预组所有部位BMD值均高于未干预组 (P <0 0 5 ) ,原发性OP患病率干预组显著低于未干预组 (P <0 0 5 )。结论 综合性的干预措施和加强健康教育、合理营养和运动 ,可提高青春期居民的骨峰值 ,对4 0岁以上中老年人可以减少其骨量丢失和减缓原发性OP的发生。

基于滑模观测器的卫星姿态控制系统滑模容错控制

针对卫星姿态控制系统执行机构故障,设计了基于滑模观测器的滑模容错控制律.采用迭代学习算法在线调节观测器滑模项切换增益,设计滑模观测器估计卫星姿态和角速度.在此基础上,将执行机构故障作为系统的未知动态,提出一种对卫星姿态控制系统执行机构故障不敏感的滑模容错控制方法.该方法利用系统输入和状态信息,结合动力学特性实现未知动态估计,以此设计滑模控制律.通过数字仿真验证了该容错控制方法的有效性.

应用自组织模糊神经网络估计卫星姿态系统执行机构故障

自组织模糊神经网络可以根据系统状态在线更新权值和调整节点,优化网络结构.文中针对某卫星姿态控制系统提出了基于两个自组织模糊神经网络的执行机构故障诊断方法.网络SOFNN1用于健康系统的离线训练,估计出系统的不确定项和扰动项,网络输出结果作为故障检测的阈值参考.网络SOFNN2在网络SOFNN1的基础上估计执行器故障.仿真表明,在噪声干扰和系统参数不确定的情况下,在线自组织模糊神经网络结构的方法能很好地估计系统执行机构故障,比固定结构的模糊神经网络估计速度快,因此更具优越性.

基于单片机的设施农业营养液供给控制系统

论述了设施农业营养液供给控制系统的硬件和软件设计 ,研制出了一套应用于供给的单片机自动控制系统 ,并以实验验证 :该套控制系统能很好地满足生产要求 ,且成本低 ,运行可靠 。

设施农业灌溉量控制模型和营养液供给自动控制系统

文章将作物所需灌溉量(包括养分和水)与影响作物吸收肥水的3个主要环境因素 (温室内光照强度?温度?空气相对湿度)相结合,并针对不同控制方式,分别建立了基于 人工神经网络的控制模型和基于多元线性回归的控制模型,并研制了一套基于单片机控制的 设施农业营养液自动供给系统?其灌溉量控制模型的研究和该套控制系统的研制对我国设施 农业朝智能化?高效化方向发展起到了促进作用?

基于DTBN的动量轮备份系统剩余寿命预测研究

可靠性及剩余寿命分析是基于状态的系统维护(CBM)的基础,具有重要的指导意义。目前对部件级寿命预测的研究比较成熟,但对系统级寿命预测的研究甚少。本文基于动态故障树对动量轮备份系统进行可靠性及寿命预测分析,对现有文献中备份部件失效概率密度的描述方法进行了改进,以满足当t→∞时累积失效概率和等于1,并将改进后的部件失效概率密度描述方法结合离散时间贝叶斯网络(DTBN)对备份门的求解进行了分析。最后,以动量轮备份系统为实例进行可靠性及寿命预测分析。

设施农业营养液供给单片机控制系统研制

该文以单片机为核心,研制了一套应用于设施农业营养液供给的自动控制系统,进行了供液系统、控制硬件和软件、抗干扰等设计和研制,利用PID算法,提高了控制精度和响应速度。实验验证:该套控制系统能很好地满足设施农业营养液的自动供给生产要求,且成本低,运行可靠,便于推广应用。