光线跟踪算法中的求交问题

针对Ｋａｙ和Ｋａｙｊｉｙａ提出的光线求交算法进行了几何说明，并提出了改进方法，使求交计算量更小。

目标空间并行中的合并问题

目标空间并行结构是实现多机并行图形系统的最好方法之一。本文在分析讨论了几种典型的目标空间并行图形系统后，提出了共享总线、对称、变结构目标空间并行的系统结构；指出最佳图形系统是与应用紧耦合的，并且要保持系统硬件结构与软件结构的一致性。最后，文章着重讨论了总线二叉树式的结构特点；实验证明，该系统结构具有生成图形速度快、系统稳定等特点。

一种有效的凸多边形填充算法

本文就快速构成实体模型,提出一种有效的凸多边形填充算法。它比一般的种子填充算法更有效;比有序边表算法减少数据存储空间。

激光主动成像图像噪声分析与抑制

分析了激光主动成像图像的噪声机理,针对强度像噪声抑制问题,提出了一种基于同态滤波和小波域SURE(Stein′s Unbiased Risk Estimate)的激光主动成像图像降噪算法。该方法首先用同态变换将乘性散斑噪声转换为加性噪声;然后在小波域,没有将小波系数看作随机变量,而是以最小化均方误差MSE为目的,将图像降噪过程看作是一个小波系数的加权和,通过SURE获得近似最优的小波系数的权值;最后再作相应的小波逆变换和同态逆变换,得到降噪后的图像。实验结果表明:该方法具有较好的噪声抑制效果,且计算量极小。

根据系统时间尺度整定自抗扰控制器参数

自抗扰控制器(ADRC)取得了优良的控制效果,但控制器参数整定比较困难.本文利用受控系统时间尺度展开ADRC参数整定问题的研究.首先,在时间尺度一般定义的基础上,根据系统单位阶跃响应,给出了二阶系统的时间尺度计算格式.然后,在被控对象受扩展状态器(ESO)补偿作用所得积分器串联系统的时间尺度不变的假设下,推导了一种基于受控系统时间尺度的ADRC控制器参数整定方法.最后,仿真结果表明该方法可行,为ADRC参数整定提供了方便.

基于遗传进化策略的粒子滤波视频目标跟踪

粒子退化问题是影响基于粒子滤波视觉跟踪性能的一个重要因素,为克服这种缺陷,本文将遗传进化策略引入粒子滤波跟踪算法,利用遗传算法的选择策略,根据预定的似然阈值迭代选择每代粒子中次优个体,然后对未选中的粒子实施交叉、变异操作以获得粒子的多样性,从而有效解决了粒子的退化问题。另外,针对跟踪中目标表观变化的问题,本文提出的跟踪算法采用了多模板自适应更新技术以确保跟踪的准确性。实验结果表明,本文提出的跟踪算法能有效地跟踪室内运动目标,并对光照变化、目标姿态变化具有良好的鲁棒性。

半球谐振陀螺旋转惯导系统误差抑制机理研究

为了优化半球谐振陀螺旋转惯导系统设计、合理分配系统误差,本文分别从局部和全局角度出发,系统分析了旋转惯导系统在静基座条件下的误差传播规律。利用局部分析法讨论了旋转对惯性器件常值误差、标度因数误差以及安装误差的抑制情况,讨论了调制速度与陀螺仪标度因数误差、安装误差耦合所产生误差的特点,给出了组建旋转惯导系统时惯性元件的选择准则;利用全局分析法推导了多误差源同时激励下旋转惯导系统的误差传播模型,得到了导航误差的时域解析表达式。最后通过仿真验证了理论分析的正确性。研究结果为半球谐振陀螺旋转惯导系统的工程设计、改进提供一定的理论支持。

捷联惯性导航系统旋转调制技术研究

捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法,它能在不使用外部信息的条件下,自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差。该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用,旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯导系统初始对准、系统级标定等的基础。基于此,推导了以地理坐标系为导航坐标系的单轴旋转捷联惯性导航系统的导航方程和误差传播方程(位置误差方程、速度误差方程、姿态误差方程),给出了误差传播的仿真结果。仿真表明,若采用单轴旋转调制技术,陀螺仪常值漂移和加速度计零偏引起的导航误差都可以得到有效补偿,而初始位置误差、速度误差及姿态误差引起的导航误差得不到补偿。将旋转调制技术应用于捷联惯导系统,能极大地提高武器系统的长期工作精度。

针对容性压电负载的桥式功率放大电路的设计

功率放大电路负责驱动容性压电负载,是整个压电执行器的关键部件。根据某驱动电源中的功率放大电路作为设计对象,通过采用桥式电路结构,从而提高了整体性能;通过研究放大器的共模输入电压范围,从而设定了非对称电源;通过分析波形,从而设定了电压增益;通过采用过压保护和限制电流,增强了电路的安全性;通过计算热工,设置了散热方式;通过使用方波测试法,测定了电路的稳定性。实验结果显示,该方法能实现双极性输出,以至于性能上的提高胜过了成本和复杂性的增加。

基于粒子群优化的静电陀螺支承控制优化设计

静电陀螺支承控制系统的结构和参数优化对提高其性能具有重要影响。利用基于差分进化联合三目标速度方程改进的粒子群优化算法,分别针对具有线性和负刚度特性的静电支承控制系统模型进行了参数优化设计。结果表明,改进的粒子群优化算法具有更快的收敛速度和全局寻优能力。所优化的参数可以提高静电支承控制系统动态性能。

旋转平台惯导系统旋转效应误差高精度补偿算法

为提高HRG平台惯导系统的自主导航精度,利用旋转平均技术组建了旋转式HRG平台惯导系统。针对旋转效应误差对旋转平台惯导系统的导航解算精度影响较大的问题,提出了一种旋转效应误差的高精度速度补偿算法和位置补偿算法。通过分析旋转平台惯导系统的特殊性,提出将坐标变换矩阵完整的旋转矢量表达式代入速度和位置更新方程以得到完整的误差补偿表达式;为避免直接积分求解,采用余弦函数对载体加速度在台体坐标系上的分量进行拟合,从而实现了精确的补偿运算。仿真及试验结果表明,算法能更有效的补偿系统旋转效应误差,提高了旋转平台惯导系统的导航精度。

航空发动机闭环增益成形PID控制器设计研究

PID参数整定是PID控制器设计的关键。针对航空发动机PID控制器参数整定问题,研究了一种基于闭环增益成形PID设计方法在其中的应用。首先,根据期望控制系统的截止频率设计具有一阶惯性环节形式的期望闭环传递函数形状。然后,将某发动机对象传递函数近似表示为二阶深严格真形式;继而,可根据闭环增益成形设计方法,即假设期望闭环传递函数与实际闭环传递函数相等,可整定PID控制器参数。仿真分析检验了控制器良好的鲁棒性和动态品质,检验了该方法的有效性。

静电陀螺支承控制的自适应逆控制分析

静电陀螺的支承控制系统中由于不可避免地存在建模不准确及对象扰动,传统的控制器设计只能在系统动态控制与对象扰动消除之间折衷。根据自适应逆控制的结构,利用模糊径向基函数神经网络进行对象建模、逆对象建模和扰动消除建模,设计了带扰动消除的自适应逆控制的八电极静电陀螺支承控制器。仿真表明,该控制器可以同时提高控制的精度和鲁棒性,在保证支承系统动态性能的同时,大大抵消对象扰动的影响,克服传统控制方法的折衷缺陷,对静电陀螺的自适应逆控制器的工程实现具有重要意义。

基于神经网络与最小二乘法在故障诊断中的应用研究

首先介绍BP神经网络与非线性最小二乘法在故障诊断中的应用,然后融合两者的技术特点,提出一种用于分析时序冗余信号,基于参数估计的故障诊断技术。随后,较详细地介绍了用于故障诊断神经网络样本的生成和网络的训练,通过以不依赖系统模型的神经网路的输出作为初始估计,利用依赖系统模型的最小二乘法完成对故障参数的最终估计。最后,通过在不同输入激励下的输出响应进行校验的方式,以仿真的方式验证了该故障诊断的应用具有可行性。

一种多源试验条件下惯导误差系数融合的新方法

为充分利用各种系统级试验信息提高惯导系统误差模型准确性,提出一种多源试验条件下惯导误差系数融合的新方法。根据各试验中误差系数对总误差的贡献比重来确定误差模型中可分离的误差系数。然后将各试验中分离出的误差系数分为独立系数和公共系数分别进行融合。其中,独立系数作为信任值保留,公共系数的加权融合采用以估计方差阵的迹作为代价函数的随机搜索算法来确定其融合权重。利用某型惯导系统车载、机载和火箭橇试验信息进行融合的结果表明,该方法效果较好,可行性强。

基于平衡流形展开模型的涡扇发动机传感器容错控制

基于某型涡扇发动机平衡流形展开模型设计了一种传感器容错控制方案。首先,利用非线性系统平衡流形建模理论建立某型涡扇发动机性能仿真模型。然后,利用该模型在线估计传感器输出,并根据解析冗余方法,重构故障传感器的输出。最后,针对传感器常见典型故障进行了故障容错控制过程仿真。仿真结果表明,所研究的方法能及时、有效的检测到故障传感器,并实现容错控制,表明该方案的可行性。

电动舵机与其PWM驱动器的物理建模与参数估计

电动舵机与其PWM(pulse width modulation)驱动器是某武器伺服系统的重要组成部分。针对其建模与参数估计的问题,文中首先较详细地介绍了电动舵机与其PWM驱动器使用特点和应用技术,然后选用Simulink平台下的SimDrivelineTM以及SimPowerSystemsTM模块库建立起电动舵机与其PWM驱动器的物理模型;通过非线性最小二乘法拟合的方式,对模型中的参数进行了估计,最后通过校验数据集的输出响应验证了该物理模型有较高的精度。

连续搅拌反应釜过程的闭环增益成形PID控制器设计

针对连续搅拌反应釜(CSTR)系统控制问题,设计了一种基于闭环增益成形算法的PID控制器,以提高PID控制器设计的简洁性和鲁棒性。首先假设期望闭环回路传递函数有一阶形式,同时将受控对象的一阶传递函数和PID控制器构成实际闭环回路传递函数。然后,比较期望闭环回路传递函数和实际闭环回路传递函数,即可确定PID参数。最后,以某CSTR系统为例,利用该方法设计了PID控制器,并通过仿真结果比较,检验了该方法所得PID控制器的良好鲁棒稳定性和动态品质。

基于Simulink的巡航导弹INS/CPS组合导航仿真

通过设计巡航导弹特殊航迹及组合导航滤波器,研究巡航导弹INS/CPS组合导航的实用性。其滤波器状态由惯导状态和CPS状态结合组成,滤波器则负责对惯导误差的估计。CPS位置误差由独立的仿真模块给出,系统状态向量只选取INS常用误差即状态向量,包括姿态角误差,经、纬度误差,东、北向速度误差,陀螺仪误差和东、北向加速度计误差。

基于在线学习的自适应粒子滤波视频目标跟踪

传统的粒子滤波视觉跟踪算法采用固定模型和大量粒子表征目标后验概率,不能满足复杂条件下的视频目标实时跟踪。为了提高跟踪的鲁棒性和稳定性及计算效率,本文提出将自适应状态演化方程和在线增量学习观测似然模型嵌入到粒子滤波算法;并采用在线自动调整粒子数目的策略,提高粒子滤波视觉跟踪的计算效率。室内外实验结果表明,文中提出的视觉跟踪算法不仅能准确、高效地跟踪序列图像中的运动目标,而且对光照、姿态变化引起的目标表观变化具有良好的鲁棒性。