分布式集群空间飞行器综述

传统航天器多采用大型、复杂、整体集中式架构,导致发射和维护成本高。文章以模块化航天器为研究对象,结合美国国防预先研究计划局(DARPA)的F6计划,阐述了"分布式集群空间飞行器"系统概念,分析了系统的数据类型与基本功能,讨论了自主飞行控制、无线自组织网络、无线激光通信和模块化、小型化等关键技术,可为实现模块化航天器系统提供借鉴。

面向无人飞行器集群协同的分布式存储技术研究

近年来,随着无人飞行器集群在各个领域的广泛应用,集群上所搭载的算法也越来越复杂,这对数据存储系统提出了更高的要求。现有研究没有考虑无人飞行器集群运行环境的特殊性,无法适应战场上通信间歇弱连接和节点易战损的环境。因此本文基于分布式存储技术设计了一套面向无人飞行器集群协同的分布式存储方案,通过动态自适应存储策略选择存储节点,提升了存储速度和资源的利用效率;同时,本文设计了基于RS码的数据备份与恢复方案,采用客户端与存储节点的交互模式降低了数据备份对于通信资源的占用,并且能够在多节点同时战损时恢复损失数据,提升了数据存储系统的稳定性和可靠性。

分布式光伏集群功率短期预测的空间互补特性初探

随着分布式光伏装机容量的快速增长,分布式光伏集群功率预测对电网调度的影响日益增强。分布式光伏集群功率预测存在“先累加后预测”“先预测后累加”以及“先聚类再预测”3种技术路线。通过在含600多个分布式光伏站点实测功率数据集上的实验发现,分布式光伏集群功率预测存在“空间互补”现象,即3类集群预测路线得到的预测误差相比于单个场站的平均预测误差都有所降低。为了探究空间互补现象的产生机理及影响因素,首先从机理分析的角度将其归纳为“出力曲线互补”和“预测误差互补”两类空间互补特性。然后,提出了“空间互补系数”这一概念,对互补效果进行量化评估。最后,探究了集群规模、分布范围、天气类型和聚类簇数4种因素对空间互补特性的影响。结果表明,两类空间互补特性对分布式光伏集群短期功率预测精度提升效果显著,且预测误差互补在精度上优于出力曲线互补。研究结果可为分布式光伏集群划分提供依据,有助于实现更加高效且准确的功率预测。

无人飞行器集群协同行为建模技术综述

无人飞行器集群协同作为一种全新的任务执行形态,正逐渐成为生成体系作战能力的有效途径,而自组织集群行为建模技术是实现集群高效率协同的关键所在。基于无人飞行器集群协同特点梳理总结了关键技术问题,从复杂系统图形化建模、集群多编队协同、集群队形变换、集群决策控制等4个方面,对无人飞行器集群协同行为建模技术现状和存在难点进行了全面总结,提出了基本框架和实现途径,展望了当前无人飞行器集群协同行为建模技术研究应当关注的若干发展方向和可预见的显著效益,为无人飞行器集群协同行为建模技术发展提供了参考与依据。

空间信息集群与大数据承载技术应用

本文以"地学空间信息检索系统"的空间信息集群架构为例,对各种大数据技术和手段进行多方面对比分析,充分发挥了分布式大数据核心技术的优势,通过基础运行环境和大数据分布式节点群的构建,以及嵌入式空间数据库引擎、池化节点连接、栅格WKB编码等关键技术的合理应用,实现了空间信息数据库承载于大数据环境,并阐述了分布式大数据环境的搭建方法与承载机理,同时提出了极具指导性的解决方案与实现流程。

基于MapReduce分布式连接算法优化技术研究

为了解决大规模数据集的并行运算问题,采用以映射与归约为主体思想的编程模型Map Reduce,以分布式QR-树索引结构与分布式并行编程模型Map Reduce为组合进行连接算法设计。研究结果表明:采用该算法使得数据分布式并行编程计算更加便捷,也解决了传统单机集群系统无法满足海量数据时空开销的迫切需求。在云计算背景下研究Map Reduce分布式空间连接算法有很大的意义和价值。

分布式架构的飞行器集群协同仿真系统设计

为了更有效地对飞行器集群协同制导与控制技术进行研究,分析了国内外近年来飞行器半实物仿真技术的发展现状,设计了一种飞行器集群协同仿真系统,采用分布式架构,可以通过实时网络扩展节点仿真计算机和飞控计算机,满足大规模飞行器集群的仿真试验的需求,并详细描述了仿真系统的硬件架构、软件系统和模型设计。结果表明该仿真系统实时性好、扩展方便,可以作为飞行器集群协同仿真的技术验证平台。

临近空间太阳能飞行器能源系统控制综述

临近空间太阳能飞行器是由太阳能驱动、可在临近空间连续飞行的长航时无人飞行器,近年来其相关研究已成为各国关注的焦点.能源系统是支撑太阳能飞行器长时驻空的关键,实现连续跨昼夜的不间断能量供给是能源系统领域研究的首要目标.围绕临近空间太阳能飞行器集群化能源系统发展过程中的主要问题和研究现状,首先梳理飞行器应用场景下能源系统的控制目标与多重约束,进而系统论述集群化能源系统结构、功能及建模方法;然后,总结集群化能源系统功率分配、储能均衡以及通信受限下能流控制的发展现状,阐述基于强化学习的能量在线调度策略的最新成果,分析现有策略的有效性及不足之处;最后,结合太阳能飞行器的实际需求,探讨能源系统的未来发展趋势与研究方向.

虚拟空间场景的建模与仿真

建立了日、月、地球以及各类航天器的三维实体模型,利用视景仿真软件Vega实现了实体模型的驱动与场景特效的渲染,并利用Vega的回调机制绘制出星空背景,初步构建了一个虚拟的空间场景。系统引入图形集群,利用其强大的分布式计算与图形渲染能力,结合分布式Vega良好的帧同步特性,建立了双通道、八节点的被动立体投影环境,大大增强了系统的实时性与沉浸感,取得了良好的仿真效果。

起伏地形下我国太阳直接辐射空间制图

建立了起伏地形下太阳直接辐射分布式计算模型 ;成功地解决了起伏地形中地形相互遮蔽对太阳直接辐射影响的难题 ;采用数据集群技术 ,探讨了不同数据集情况下太阳直接辐射计算模式的时空有效性 ;以 1km× 1km分辨率的DEM数据作为地形的综合反映 ,完成了我国 1km×

垂直起降飞行器的自适应集群编队飞行控制

本文针对垂直起降飞行器集群编队飞行控制问题开展研究.集群中的飞行器具有异构性质,即它们具有不同的惯性参数,并且每个飞行器对其自身的惯性参数也并未确切已知.另外,飞行器间的信息交互是局部的,每个飞行器仅与其邻近飞行器进行信息交互.为解决上述问题,本文基于级联架构,设计了一种自适应分布式控制算法.首先,在位置回路中设计一个分布式指令控制力,实现集群编队目标;接着,从设计出的指令控制力中提取出控制推力和指令姿态;最后,在姿态回路中设计一个控制力矩,实现姿态对指令姿态的跟踪.此外,在指令控制力和控制力矩设计过程中,提出合适的自适应算法对飞行器惯性参数进行估计.通过使用李雅普诺夫理论分析可知,所提出的自适应分布式控制算法确保了垂直起降飞行器渐进稳定的集群编队飞行.仿真结果进一步验证了所提算法的有效性.

基于云存储的网盘系统架构及关键技术研究

面向企业网或校园网的移动办公与存储的网盘系统有着广泛的市场需求,传统的网盘技术在性能、用户共享、安全性、可扩展性等方面存在诸多缺陷。针对这些不足,本文提出了一种基于云存储的高性能网盘系统架构:采用分布式文件系统MooseFS实现用户数据存储与访问的集群架构;在安全性方面,结合SAMBA实现用户权限管理,用户数据存储支持128 bit AES加密,SSH保证了传输链路的安全;最后,结合用户的实际需求,提供基于Web的访问方式以及客户端的同步盘模式。结果表明,系统在性能、安全性、可扩展性等多方面具有显著优势。