Second-order divided difference filter for vision-based relative navigation

A second-order divided difference filter (SDDF) is derived for integrating line of sight measurement from vision sensor with acceleration and angular rate measurements of the follower to estimate the precise relative position,velocity and attitude of two unmanned aerial vehicles (UAVs).The second-order divided difference filter which makes use of multidimensional interpolation formulations to approximate the nonlinear transformations could achieve more accurate estimation and faster convergence from inaccurate initial conditions than standard extended Kalman filter.The filter formulation is based on relative motion equations.The global attitude parameterization is given by quarternion,while a generalized three-dimensional attitude representation is used to define the local attitude error.Simulation results are shown to compare the performance of the second-order divided difference filter with a standard extended Kalman filter approach.

基于进食粒子群和共轭梯度的混合优化策略

传统粒子群算法初期搜索过程中,种群过快地向当前最优粒子飞行,易导致早熟收敛;而算法后期,粒子大量聚集,算法收敛速度慢。通过引入种群进食和二次飞行,提出一种全局性的进食粒子群算法(EPSO),使局部最优附近的粒子进食后快速飞离,以改善种群多样性。并将共轭梯度法(CG)与EPSO相结合形成一种混合优化策略,其中CG用于EPSO的局部搜索过程,以提高收敛速度和精度。利用高维标准测试函数进行寻优实验,并与近年文献方法进行对比,实验结果表明该算法能够克服局部最优的不足,同时继承了CG局部寻优精度高和收敛速度快的特点。

基于二次飞行和随机扰动的改进蝙蝠算法

针对基本蝙蝠算法存在着不易跳出局部寻优、搜索精度低等问题,提出了二次飞行和随机扰动的改进策略.每只蝙蝠对自身位置进行随机扰动后,对上代速度采用自适应学习权重,使蝙蝠能够趋好避坏地进行飞行搜索;为了保证种群多样性,对种群中最差的一部分蝙蝠进行惩罚,舍弃对上代速度的学习,进行二次飞行搜索,提高算法的全局搜索能力.通过对七个典型不同类型的基准函数进行实验测试,结果表明了改进策略对算法的优化精度和全局搜索能力有很大的提高,使改进的算法拥有更好的的收敛速度和寻优精度.

卫星搭载对紫花苜蓿二代种子诱变效应的研究

[目的]探寻空间诱变环境对苜蓿搭载二代种子的影响,为苜蓿诱变育种提供理论基础。[方法]2006年9月,三个品系的苜蓿干种子通过"实践八号"育种卫星进行空间搭载。返地后,经过地面种植,对其二代种子千粒重、发芽率、硬实种子数和苗重指标进行测试。[结果]与地面对照相比,搭载种子的千粒重增加了5%～9%。发芽试验结果表明,搭载后苜蓿二代种子发芽率、种苗苗重、芽长和根长显著增加(P<0.05),硬实种子数、霉变种子数显著减少(P<0.05)。[结论]空间诱变对苜蓿二代种子有显著的正向诱变效应。

基于TECS的舰载机轨迹角控制研究

舰载机进近着舰时多面临轨迹稳定性的问题。轨迹稳定性的下降和飞机进入第二平飞状态时阻力急剧增大有关,此时飞机的轨迹变化和操纵期望不匹配,突出表现为飞机总能量的急剧发散。对此基于总能量控制(TECS)的思路,设计了舰载机在轨迹不稳定性情况下的轨迹角控制器,经同常规动力补偿系统(APCS)的对比和蒙特卡洛拉偏仿真,表明基于TECS设计的轨迹角控制器,对于解决轨迹不稳定问题,有重要的工程意义。

基于二阶滑模的着舰航迹角控制仿真研究

舰载机的安全着舰是以精确的航迹角控制为前提的,由于着舰环境的复杂性,为航迹角控制提出了更高的要求。针对放宽静稳定性舰载机着舰性能进行研究,采用了一种有效的增稳控制方案,来保证舰载机的稳定性,设计了一种新型二阶滑模控制自动驾驶仪,实现了对俯仰角的精准控制,同时避免了舰尾流扰动的影响及通常滑模控制会导致的控制输入信号抖动现象,并解决了舰载机纵向飞行控制系统对航迹角的稳定性控制问题。仿真结果表明,所设计的控制器可完全满足舰载机着舰过程对抗扰能力和精确跟踪的要求。

壳聚糖的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析

利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析甲壳素脱乙酰化降解产物——壳聚糖,对基质、制样方法等影响MALDI-TOF-MS测定结果的因素进行了研究。实验发现,以2,5-二羟基苯甲酸(DHB)为基质,二次结晶法制样分析壳聚糖,既获得了壳聚糖的分子量信息,又可以推断壳聚糖的脱乙酰度,对壳聚糖的制备及其质量与性能控制有着十分重要的指导意义。

火箭二级发动机一级飞行段力学环境适应性评估方法

针对目前大推力火箭二级发动机在全工作寿命周期内力学环境考核不充分的问题,开展了发动机整机一级飞行段振动力学环境试验考核方法研究。以某型运载火箭芯二级四机并联发动机为研究对象,根据实际箭体条件下模态频率的仿真分析,确定试验方案及边界条件,通过正弦振动、随机振动试验获取加速度及应变数据判别结构薄弱环节,对比试验前后特征级扫描数据评估发动机结构一致性,为发动机优化改进提供依据,最终以振动试验后产品再次试车的数据正常与否作为发动机力学适应性的判据。该型运载火箭首飞及后续飞行试验取得成功,验证了发动机整机振动试验考核方法行之有效,可实现二级发动机全寿命周期的力学环境考核覆盖,对发动机及火箭工作可靠性至关重要,并为其他各型运载火箭二级发动机一级飞行段环境适应性考核提供了参考。

具有采样信息的多智能体系统的一致性

研究了二阶连续多智能体系统的一致性问题,其中每个智能体只能在一系列离散的时刻上获得它和它邻居的相对状态信息。利用Lyapunov函数方法,证明了如果离散时间间隔充分小,那么所有智能体的状态渐近达到一致。通过求解一个线性矩阵不等式,可以得到离散时间间隔的一个允许上界。进一步说明了所得理论在多飞行器编队控制中的应用。所提供的数值仿真验证了理论的有效性。

基于ArcGIS的飞行程序扇区划分实现研究

结合地理信息数据,应用Arc GIS二次开发实现飞行程序设计扇区自动划分功能。通过对终端区的地理信息数据分析,根据飞行程序设计标准,确定扇区划分的最低安全高度,修订扇区的划分大小。结果表明,引入地理信息数据,计算机绘制飞行程序设计的精度和效率有明显提高。

镱原子二级冷却的实验研究

介绍了镱原子光钟中的二级冷却实验过程。在一级冷却的基础上,将冷镱原子成功转移至555.8nm磁光阱中。用时间飞行法测量174Yb超冷原子的温度约为100μK,171Yb超冷原子的温度约为30μK。

飞行参数对射流矢量喷管内流场影响的数值模拟

采用三维雷诺平均N-S方程和k-ε湍流模型对固体火箭发动机燃气二次喷射矢量喷管内外流场进行数值模拟,研究飞行参数对矢量喷管内主/次流耦合流场的影响。结果表明,自由来流造成喷管出口附近压力变化,通过喷管内壁面附面层作用影响喷管内部流动特性。飞行马赫数为超声速,或者环境压强较低时,侧向力大小与飞行参数无关。在低空亚声速流中,侧向力随飞行马赫数增加迅速减小,随环境压强降低而减小。

航天诱变对冬性小黑麦诱变效应的研究

研究航天诱变对冬性小黑麦SP2诱变效应,通过对其诱变材料与对照植株的籽粒产量、千粒重、株高、产量与农艺性状的调查分析。结果表明:航天搭载对冬性小黑麦产生明显的影响,变异表现在株高、第二茎节长、第二茎节粗、主穗长、有效小穗数、粒重、产量与千粒重等方面;变异既有利的,也有不利的;植株相关性状、产量与千粒重有单向变异的趋势,也有双向变异的趋势,这为小黑麦太空诱变育种提供理论依据。

电信业务预测的新方法研究

作者主要是讨论电信业务量新的预测方法。在分析了传统的Ｆｉｓｈｅｒ－Ｐｒｙ模型不能对缺乏历史数据的新业务进行有效的预测后，提出了二次起飞模型和替换模型，实际预测结果表明这两种新模型可以较好地解决新业务的预测问题。

高速再入飞行试验再入条件优化设计

飞行器返回再入时将经历极高的气动热环境,因此深空探测返回飞行器,尤其是载人飞船需要通过实际飞行试验验证相关性能,为降低成本和研制风险,通常采用大再入角和相对第二宇宙速度较低的再入速度进行飞行试验。为获得能实现高热流密度验证的最小能量再入任务方案,采用优化设计手段对飞行试验的再入角和速度以及倾侧角控制进行设计,经仿真分析表明,优化结果可达到飞行试验要求的热流密度,并可将再入速度需求降低约2.1 km/s。

高分辨飞行时间质谱在蛋白质组学相对定量分析中的应用

利用Triple TOF 5600高分辨质谱仪分析牛血清白蛋白等3种蛋白质标准品,研究了质谱离子强度与蛋白质样品相对含量的相关性。蛋白质标准品用胰酶酶切后,稀释成1~1024 fmol/7μL的系列溶液,考察在1~1024 fmol上样量情况下,肽段的前体离子计数（cps）、蛋白质全部肽段的离子计数之和以及被检出肽段数目与上样量的相关性,以及相同样品在3次平行实验之间这些数值的变化幅度。结果表明。被检出肽段数目与上样量正相关,当cps超过1000时,所有肽段离子强度之和与上样量呈线性关系,但是用最灵敏肽段的离子强度表示更为准确。3次测量同一肽段的最高离子强度通常不会超过最低强度的1.5倍,提示当不同样品中同一蛋白的离子强度相差3倍以上是判断不同样品中相同蛋白质的含量具有差异的可靠阈值。本研究提供了一种利用高分辨率和高扫描速度蛋白质组组学定性数据进行半定量分析的方法,简便、快速,可为相关生物学和医学研究提供参考。

运输机重装空投二阶终端滑模控制方法研究

针对重装空投过程中,货物的持续移动及瞬间出舱影响空投任务完成性、威胁飞行安全等问题,提出了一种二阶终端滑模纵向飞行控制方法;该方法利用非线性多输入多输出反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用二阶终端滑模变结构控制设计系统内环速度与俯仰姿态跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,结合外环PID高度保持控制器完成了整个飞行控制系统的设计;数值仿真结果表明,该系统具有良好的响应特性,且对系统不确定性具有较强的鲁棒性。

协同时隙二次指派的改进自适应单亲遗传算法

针对恶劣天气等突发状况导致时隙资源严重不足引起原航班计划不可行的问题,在协同决策机制下,进行时隙二次指派,建立以总延误时间最小化为目标函数的数学模型。结合所研究问题与所建模型特点,采用单亲遗传算法求解模型,通过无性繁殖的方式可以避免产生错误的染色体,提高了算法的效率。并采用改进的自适应遗传算子概率公式,加快收敛速度。在不同规模的算例上进行3种算法的对比验证。结果表明,上述模型和算法可以高效地解决以上问题,同时总延误时间也少于另两种算法。

长水机场低云低能见度天气过程714KaDP型云雾雷达释用

714KaDP型云雾雷达具备30km内的低云和雾监测和预警能力,是专门针对影响机场运行的低云低能见度(两低)天气研制的国内首部毫米波脉冲多普勒雷达。昆明长水机场的试验验证表明,通过提供的云雾基本产品和二次产品,实现了机场两低天气生消演变的有效探测,显著提升了对严重影响空管正常运行的两低天气的监测预警能力。雷达探测发现,714KaDP型云雾雷达对机场及周边低云和雾的生消、演变、移动有着非常敏锐的捕捉能力,特别适合具有明显平流特征的低云和雾(锋面雾、低云平流、辐射雾平流等)的监测和预警,本文介绍了雷达特性、安装位置以及对锋面雾、平流低云和辐射平流混合雾过程的雷达产品分析方法,为提前预警、实时跟踪和云消雾散二次放行决策提供支撑提供了参考。

巡航速度控制下航空公司受扰航班一体化恢复

由于航空运输系统的复杂性,诸多原因如天气、空中交通流量管制、军航、飞机维修等会导致航班的不正常产生。为了解决航空公司面对航班扰动人工恢复和分阶段恢复的弊端,考虑航班不正常一体化恢复,综合考虑飞机、机组与旅客恢复。改进传统航班网络的弊端,给出一种基于广度优先搜索的航班网络生成算法,并根据此网络在路径置换、路径延长、路径取消策略的基础上额外考虑巡航速度控制策略,对航班恢复决策过程进行建模。针对模型中的非线性约束利用双曲不等式转化为二阶锥优化问题进行求解,并设计场景算例,说明巡航速度控制在一体化恢复中的作用。