多约束在线高斯伪谱末制导方法

针对高超声速飞行器研究了一种既能保证终端位置、动压、法向过载约束,又能保证终端落角、落速约束的末段制导方法。该制导方法基于高斯伪谱法实时解算非线性最优控制问题以获得最优反馈控制,将一种初值猜测策略加入到高斯伪谱法解算过程中以加速算法收敛,并在无反馈信息的最后一个制导周期使用比例导引方法以保证飞行器准确命中目标。在三自由度模型各项拉偏情况下进行蒙特卡洛打靶实验,仿真结果表明,在较恶劣的飞行环境下,在线高斯伪谱制导方法具有很好的稳定性和鲁棒性。

多约束条件下战时装备维修任务分配方法

针对现有战时装备维修任务分配中考虑约束条件不足、脱离实际的问题,以指派问题为基础,建立装备维修任务分配模型。该模型是在时间限制和维修能力限制的约束条件下,综合考虑装备修理时间、机动时间和维修能力的变化等因素,以修竣装备的重要度之和最大为目标,进行维修任务分配的最优决策。同时设计一种两阶段启发式算法,运用遗传算法和邻域搜索方法进行模型求解。通过算例和对比分析,验证了该方法的合理性和有效性。

基于克希霍夫积分的3D保幅多次波衰减方法在浅海资料中的应用

海底电缆OBC由于其采集方式的特殊性,能够在浅水环境下获得高品质的地震资料,相对拖缆采集能获取更多的地下有效信息。然而由于不同于拖缆的观测方式,加上海底崎岖不平产生的变周期多次波干扰,使得获得理想的成像剖面成为一大难题。因此,在保护地层有效反射的情况下尽可能地压制多次波成为首要任务。相对于其他多次波压制方法,基于水层建模理论的MWD方法能够更好地应用于OBC数据进行多次波压制。但是常规MWD方法仅考虑波场在水层中的传播时间和集合扩散特征,因此不能精确地预测多次波振幅。为解决该问题,本次研究在常规MWD方法的基础上,采用基于Krichhoff积分法对多次波贡献道集进行角度约束后叠加,有效解决了常规MWD方法预测多次波模型存在振幅误差的问题,使预测模型结果与实际多次波较为匹配,为后续的保幅去多次波提供了基础。理论模型和实际数据测试表明,该方法能取得较好的去多次波效果。

采用改进NMPC方法的气浮卫星模拟器控制研究

随着航天技术的发展,微纳卫星在交会对接、绕飞等任务中的应用越来越广泛。然而,微纳卫星在执行上述任务时,对控制精度有较高需求,同时星载平台功耗低、算力有限,难以部署优化控制方法。针对这一问题,开展了微纳卫星近距离抵近绕飞对接的地面仿真控制研究。首先,设计了一套地面气浮台仿真系统,包含配备八个微推力器的气浮卫星模拟器,能够实现实时姿轨协同控制。其次,针对直线抵近、凝视绕飞和交会对接等机动任务,采用基于约束感知粒子滤波的改进模型预测控制器建立优化问题,设计了推力饱和等多种性能约束以及姿态指向等任务约束。随后,通过蒙特卡罗采样方法对非线性优化问题进行求解,避免了传统非线性模式预测控制易于局部收敛的问题。最后,通过仿真与实物验证,对所设计的控制算法进行了性能测试。实验结果表明,所设计的优化控制算法对计算资源的消耗较低,可在低功耗星载计算机上以2 Hz实时输出控制指令,该方法可以实现对目标的精确抵近、绕飞及高精度对接,其中位置控制误差为0.0078 m,姿态控制误差为0.62°,与传统控制算法相比精度得到了明显提升。该研究为星载平台部署优化控制算法提供了一种有效解决方案,具有较高的工程应用价值。