动态增量式数据流分类挖掘仿真研究

针对当前方法对动态增量式数据流进行分类时,不能有效的去除动态增量式数据流中存在的噪声和概念漂移,且分类存在去噪性能差和分类效率低的问题,提出一种动态增量式数据流分类挖掘方法,通过设置阈值在Hoeffding Bounds不等式的基础上去除动态增量式数据流中存在的概念漂移和噪声。采用网格划分方法将动态增量式数据空间划分为多个网格,通过动态增量式数据流密度与网格密度之间的相似度,将动态增量式数据划分到对应密度的网格中,完成动态增量式数据流的分类。仿真结果表明,所提方法的去噪性能好、分类效率高。

基于干扰补偿的导弹增量式动态逆容错控制方法

针对导弹飞控系统存在外部干扰、执行机构故障等问题,运用一种鲁棒增量式动态逆被动容错控制方法,以避免主动故障诊断带来的计算效率问题,同时实现飞行姿态的可靠安全控制。针对外部干扰及执行机构故障等控制系统不确定性,建立导弹三通道姿态控制模型,基于干扰观测器对不确定性进行估计与补偿设计终端滑模控制律。为进一步增强导弹姿态控制系统的鲁棒性,给出导弹增量式动态逆容错控制律,结合终端滑模控制设计干扰补偿的增量式动态逆终端滑模控制律,并对系统残差进行分析比较。某典型全弹道姿态跟踪任务仿真表明,该方法在故障未知的情况下仍然保持姿态跟踪特性与容错能力,实现导弹姿态鲁棒精准快速控制。

一种基于增量式动态逆的涡轴发动机抗扰综合控制方法

针对全包线内涡轴发动机转速抗扰控制效果一致性与鲁棒性难以保证的问题,提出一种基于增量式动态逆的综合抗扰控制方法。结合涡轴发动机的转子动力学特性,提出一种基于增量式动态逆的主控回路设计方法。针对传统负载扭矩估计方法需要大量数据支撑的问题,提出一种基于非线性观测器的发动机端负载扭矩在线估计方法。基于主控回路动态逆算法和负载扭矩估计方法,创新性地将动态逆输入与输出的定量关系和转子加速度扰动变化量结合,提出了一种负载扭矩扰动全补偿前馈控制方法,并从理论上推导了该方法,能够使得由于负载扭矩导致的转子加速度扰动得到全补偿。基于倾转旋翼机/发动机综合非线性仿真模型,针对倾转旋翼机不同飞行的模式,进行抗扰控制效果仿真验证。结果表明:在频域上,基于增量式动态逆的综合抗扰控制方法能保证全包线的频域性能的一致性;在时域上,相比于具有相同带宽下的PID控制器,基于增量式动态逆的综合抗扰控制方法能够在全包线内使动力涡轮转速跟踪的调节时间降低1s,并可有效降低动力涡轮转速的下垂量至1%以内,具有优越的抗扰效果。

基于增量式非线性动态逆的四旋翼无人机姿态控制

针对四旋翼无人机的姿态控制问题,本文设计了一种基于增量控制和非线性动态逆的控制器,用来降低传统动态逆控制策略对于模型依赖程度。以Pixhawk开源飞控板为基础,使用非线性动态逆、增量式非线性动态逆的控制方法构建姿态控制模块的角度、角速度控制环,通过PX4固件的软件在环仿真技术以及Gazebo仿真软件,验证该非线性控制器在外部扰动下的稳定性和鲁棒性。

导弹增量式自适应容错控制系统设计

导弹在实际飞行中存在气动参数不确定、执行机构故障等问题,从而对导弹飞行控制系统稳定性与操控能力造成严重影响。为此,设计一种增量式自适应容错控制方法,在实现导弹安全控制的同时,兼顾姿态控制算法时效性与可靠性。建立面向控制的三通道耦合姿态动力学模型;考虑系统不确定性和执行机构故障,基于增量式动态逆方法设计导弹被动容错控制律;基于自适应滑模控制与增量式动态逆方法,设计增量式动态逆自适应容错控制律,并对系统残差进行分析比较;通过某典型全弹道姿态跟踪任务,验证舵面故障下的姿态跟踪特性。仿真结果表明:所提方法在故障未知的情况下,能够保证飞行控制系统的鲁棒性与容错能力,实现导弹的安全可靠控制。

导引头量测故障下的增量式三维制导律设计

考虑导引头量测故障下拦截机动目标的末制导问题,以提高制导系统的鲁棒性、降低制导增益、减小系统残差、避免视线角速率剧烈振荡/发散为目的,基于增量式控制方法设计了一种具有鲁棒增强特性的三维末制导律。首先,将末制导问题转化为零化视线角速率的控制问题。其次,通过弹目相对距离及视线角速率定义辅助变量,给出传统的滑模制导律作为设计参考。然后,基于增量式非线性动态逆滑模控制方法,充分挖掘视线角加速度估计信息及上一采样时刻的制导指令,得到增量式三维鲁棒制导律。最后,在目标机动及导引头量测故障下,分析并比较了两种制导律所产生的系统残差。理论分析及多工况仿真结果表明,增量式制导律不仅对目标机动及大范围失效的导引头量测故障具有强鲁棒性,而且所需制导增益也较小,同时避免了末端视线角速率严重发散的问题。

一种混合的动态社区发现算法

针对增量式动态社区发现算法存在的误差累积问题和计算复杂度受网络演化程度影响的问题,本文结合标签传播算法和模块度优化算法提出了一种混合的动态社区发现算法.该算法将网络的演变情况分为产生增量较多的剧烈演变和产生增量相对少的非剧烈演变2种情况.为了减少增量处理,对于剧烈演变,该方法将对应的网络快照看做一个完整网络,采用静态方法划分社区.对于非剧烈演变的情况,则采用增量的方式划分社区.在社区划分过程中,同时采用了基于模块度优化的Louvain算法和标签传播算法进行社区结构调整.在人工数据集和真实数据集上的实验验证了本算法的正确性和有效性.

基于相点分析的移动数据索引技术

一维(有效)时间区间(VT)和二维最小限定矩形(MBR)是移动数据基本的时空单元,两者性质不同,应用中也有差异.现有移动数据查询通常是将相关数据转换为高出原空间情形"一维"的空间数据,其优势在于可充分使用现有空间数据索引技术.文中主要贡献在于研究基于过去和当前时间查询的移动数据索引模式,该索引模式能够表征时空各自特性并实现时空模块的整合配置.首先,文中将有效时间期间VT和空间MBR统一描述为广义区间,并通过区间数将其转化为平面上相点,实现了数学上的整合表述与刻画;同时,根据VT和MBR各自反映的时空特征,引入了基于时态拟序的时间相点线序划分和基于扩展KD-tree的空间相点MBR分类,建立时空相点分析基本框架;然后,在相点分析框架内实现时间和空间索引模块组建和整合配置,实现了移动数据索引模式Modim;另外,研究了基于当前与现在时间Modim数据查询以及索引增量式更新算法,并建立相点编码方案以实现最终查询结果的重构;最后,设计相关仿真以实现对Modim性能评估,与现有相关工作进行基本比较的结果表明文中工作是可行的和有效的.

偏序时态XML索引TempPartialIndex

时态数据管理是常规数据管理的深化和扩展,具有理论研究的意义与实践应用的价值.时态数据索引是时态数据管理的重要技术支撑,是其中的一个研究热点.首先,提出了一种时态数据结构,通过数据节点间的偏序关系,可将常规的二维时间区间的处理转化为基于偏序的时态等价类上的一维的处理,该数据结构可以快速有效地处理时态操作;其次,在该新型时态数据结构基础上研究了时态XML索引Temp Partial Index,其基本特征是将时态数据结构整合到非时态的XML索引中,即,将其整合到语义层之中,通过时态过滤和语义过滤掉大量节点之后,再进行结构连接;另外,着重讨论了基于Temp Partial Index"一次一集合"及其时态变量查询和增量式的动态更新机制.同时,仿真结果表明:Temp Partial Index能够有效地支持时态XML的各类查询及更新操作,技术上具有可行性和有效性.

基于视觉传感器的半直接SLAM算法

针对目前基于视觉传感器的同时定位和地图构建(SLAM)系统对特征缺失和无结构等特殊环境比较敏感的缺点,提出了一种基于子图特征增强方案的半直接SLAM算法。首先,使用基于子图的特征增强模块以更稳定的提取图像特征点;并在特征点的基础上,考虑加权融合特征点对应像素的光度信息来估计相机位姿,使系统能够在视觉纹理特征信息比较稀缺的环境下仍然可以稳定工作。其次,为了得到更好的建图效果,运用增量式动态协方差缩放算法来最小化相机位姿估计引起的误差。所提出的算法经过测试,在TUM数据集以及室内环境下具有较好的鲁棒性。

变旋翼转速飞行控制对涡轴发动机输出响应的影响

为探明变旋翼转速条件下飞行控制对涡轴发动机输出响应的影响,在变旋翼转速直升机/传动机构/发动机综合仿真平台的基础上,考虑系统不确定因素的存在,提出并设计了增量式非线性动态逆飞行控制器,提高对系统的控制效果,控制器主要包括角速率控制器、姿态角控制器和航迹控制器;由于执行机构的物理限制,引入伪控制模块,以提高系统的稳定性。典型飞行任务下的仿真结果表明:相对于增量式非线性动态逆飞行控制器而言,伪控制模块不仅可显著提升飞行控制效果,使爬升速度的超调量减小50%以上,还可有效减小动力涡轮转速的超调量9.0%左右,有助于增强发动机的动态控制品质。