基于OPNET的机群数据链混合TDMA协议仿真

针对当前数据链的时隙分配问题,提出并实现了一种基于灰色关联分析法的混合时隙分配协议。通过灰色关联分析法对吞吐量、时延和当前报文缓冲区的负载程度做聚合,得到各节点综合得分,根据综合得分对时隙进行动态分配,同时采用固定时隙分配的方式保证网络中的节点最少有一个时隙可用。仿真结果表明:与固定TDMA(time division multiple access)协议和P-TDMA(priority-TDMA)协议相比,该协议在减少竞争冲突的同时,也保证了较低的时延、相对较高的吞吐量和高时隙利用率。

基于按需比例分配机制的风光火氢多时间尺度协同规划

随着高比例新能源新型电力系统的灵活性需求增加,制定灵活性资源市场运营机制实时平衡大规模新能源出力波动性和不确定性十分重要。为此,文中提出一种基于按需比例分配机制的风光火氢协同规划方法。首先,制定风/光场站和氢储能系统的三阶段协调运行策略,根据按需比例分配机制进行风/光场站间功率交易,协调风电场和光伏电站的收益和支出,由火电和氢储能系统提供运行灵活性,采用固定利润比例模型保证氢储能系统的收益稳定性;然后,综合考虑投资决策和运行模拟,将功率交易成本和灵活性资源调节成本纳入优化目标,建立以风光为主体电源,以火电和氢储能为辅助电源的多时间尺度协调规划模型;最后,以中国东北某省级电网为算例进行分析。结果表明,采用文中所提方法进行电源规划可以兼顾经济性和环保性,降低灵活性资源需求和投资成本,提高风/光场站的功率利用率。

多无人艇固定时间自适应分布式协同编队控制

针对在实际海洋环境中由复杂恶劣海况导致的局部通讯条件下多无人艇协同编队控制问题,本文提出一种固定时间自适应分布式控制策略.首先,考虑只有部分跟随无人艇能够直接获取虚拟领航者的状态信息,为每艘跟随无人艇设计固定时间分布式观测器,在固定时间内实现对虚拟领航者位置和速度的估计.然后,在估计信息的基础上,采用反步法为每艘跟随无人艇设计固定时间自适应局部控制器,在固定时间内实现对由虚拟领航者产生的期望轨迹的跟踪.特别地,在局部控制器设计过程中,采用参数自适应机制对模型不确定和外界扰动进行补偿,在保证控制精度的同时避免抖振现象.同时,本文给出了所提出的固定时间观测器与局部控制器的稳定性分析,经数学证明,所提出的观测器和控制器能够保证每艘跟随无人艇均能够在固定时间内完成对虚拟领航者的位置和速度的估计并使位置和速度跟踪误差在固定时间内收敛至零的邻域内.最后,设计对比仿真,将本文所提控制策略和目前常用的PD控制器的控制性能进行对比,仿真结果表明所提出的控制策略在控制精度和收敛速度上具有更优越的表现.

并联系统可靠性指标的多层Bayes近似置信限

利用多层Bayes方法研究了并联系统可靠性指标的近似置信限,给出了部件失效率,系统可靠度和平均寿命近似置信限的计算公式.最后,用随机模拟的方法对所得到的结果进行了分析,说明了该方法的合理性.

多机械系统的固定时间一致性设计

针对具有未知非线性特性和扰动的多机械系统一致性问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的固定时间一致性算法。首先,建立了存在未知非线性函数项和不确定扰动的多机械系统模型;其次,根据系统模型设计了一种固定时间一致性协议,利用RBF神经网络来逼近模型中未知的非线性项;再次,利用李雅普诺夫稳定性理论证明了任意一对机械系统的位置和速度误差可以在固定时间内收敛到零的小邻域内;最后,通过MATLAB仿真软件验证所设计协议的有效性。仿真结果表明,所提出的协议能够实现预期目标。

多BTT导弹滚转通道姿态约束下的固定时间姿态协调控制

针对多倾斜转弯(bank-to-turn,BTT)导弹在姿态约束下的滚转通道一致性安全控制问题,提出一种分布式固定时间姿态协调控制器。BTT导弹气动参数变化强烈、对机动要求高,对控制器提出了响应速度快、抗干扰能力强、且需满足姿态受限约束等要求。针对上述问题,基于固定时间控制技术、障碍Lyapunov函数,结合多智能体系统协调控制理论,对多枚BTT导弹滚转通道提出一种分布式固定时间姿态协调控制律。在所提协调控制律下,所有BTT导弹的滚转角可在固定时间一致收敛至给定的参考指令信号,且在控制过程中满足姿态约束条件。仿真结果表明了所提方法的有效性。

适用于飞行自组网的闲置时隙预约TDMA协议

在飞行自组网中,固定时隙分配时分多址接入(TDMA)协议存在闲置时隙无法成功使用的问题。通过对TDMA协议引入闲置时隙预约机制,提出一种支持业务优先级传输机制的闲置时隙预约TDMA协议。采用短帧长的方式满足协同与控制业务的低时延传输需求,并利用闲置时隙预约机制允许节点使用闲置时隙传输感知业务,从而满足感知业务的高吞吐量传输性能要求。仿真结果表明,与CF-MAC和CTMAC协议相比,该协议能够在降低传输时延的同时,有效提高信道利用率和网络吞吐量。

Nakagami-m衰落MIMO中继系统性能分析

研究固定增益放大转发协议,信源和终端需要配置多根天线,而中继只有单根天线的两跳中继转发系统。为获得空间分集,信源利用正交空时分组编码的发射策略,终端利用选择合并方式,简化中继配置的复杂度,采用固定增益放大转发的协议。导出Nakagami-m衰落下系统终端概率的封闭表达式与平均误比特率的封闭表达式,通过蒙特卡罗仿真和数值结果比较,验证了封闭表达式的精确性。

具有多源干扰的线性系统固定时间抗干扰控制

本文研究了具有多源干扰的线性系统的固定时间抗干扰问题,提出一种基于干扰观测器的固定时间控制策略。该策略不仅使闭环系统达到全局固定时间稳定,而且提高了抗干扰控制的性能。最后,通过数值算例验证了所提出控制策略的可行性。

多飞行器固定时间收敛编队控制方法

采用领导-跟随者策略,基于固定时间收敛控制方法研究了多飞行器系统编队飞行控制问题。为提高编队控制系统的抗干扰能力,提出跟随飞行器视线系下的编队控制模型,采用精确线性化方法对模型进行解耦线性化。针对解耦后的双积分系统,采用固定时间收敛理论设计编队飞行控制器。基于Lyapunov函数方法分析了编队控制系统的稳定性,得到了能够保证编队时间在固定时间内收敛的充分条件。仿真结果验证了所提编队控制算法的有效性,能够实现编队队形的快速编成。

多发多收的无源雷达成像研究

首先提出了一个单发多收的无源雷达成像系统,并给出了该系统的时域算法.然后针对所需接收机较多、系统过于复杂的问题,又提出一种多发多收的成像系统,并给出了其处理算法.多发多收系统的复杂度大大降低,其分辨率更佳,副瓣也被充分抑制.在理论分析基础上,多发多收系统取得较好的仿真结果,验证了所提系统和算法的有效性.

基于一个流的固定对象流水线应用

针对某公司机舱柜生产中存在的在制品库存多、生产周期长等问题,提出运用精益生产解决上述问题。首先对机舱柜的现状和问题进行分析,然后按照一个流的生产模式,运用秒表时间研究测定工时,划分工序,设计固定对象流水线作业方式,最后对改善结果进行分析,改善效果明显,证明基于一个流的固定对象流水线作业方式是有效。

基于事件触发的多无人机固定时间编队控制

为解决四旋翼无人机编队控制问题,提出基于事件触发的多四旋翼无人机系统固定时间编队控制算法。针对无人机的姿态环控制,选取切换的固定时间滑模面,使得当系统状态在滑模面上时,系统能够在固定时间到达平衡点。当系统状态不在滑模面上时,设计固定时间滑模控制器,使得不在滑模面上的系统状态,能够在固定时间内到达滑模面。针对无人机的位置环控制,研究了事件驱动下的固定时间编队控制策略。分析表明:位置控制器最短触发时间间隔是一个有限的值,证明系统不存在Zeno现象。通过数值仿真验证了所提控制算法的有效性。

加工中心气动夹具设计

介绍了一种框架断路器的母排在加工中心中的气动铣钻夹具,该气动夹具实现一次多件装夹。对夹具的定位、夹紧进行了分析,给出了夹具使用流程,并对夹具使用过程中注意事项进行了说明,夹具具有定位简洁、夹紧快速而稳定的特点,且一次装夹多件,适用于一人监管多机的场合,若夹具与六轴机械手配合使用,可实现无人加工,为智能制造打下基础,为节省人工、提高效率提供一种加工思路。

基于多件同取模式的校园快递取件控制系统研究与应用

如今的电子商务、物流服务已深入到我们生活的每一个角落。校园网购已然成为高校师生的主要购物方式,新冠疫情影响下网购量激增。全国各大高校物流末端的配送主要还是“地摊”和快递柜模式,由于高校师生取件时间比较固定,经常出现排长龙取快递的现象,取件效率低下、秩序混乱。为此,文章基于电子传感技术、语音识别技术设计一款可以实现多件同取的快递取件系统,传统取一件的时间可完成多件同取,缩短取件时间,避免扎堆现象的发生,语音功能可实现非接触式取件,在疫情防控下有着很高的应用价值。

基于非奇异快速终端滑模的多水面船固定时间协同控制

针对多水面船协同控制过程中存在的时变海洋环境干扰、模型参数不确定性、速度测量值未知和输入饱和的问题,提出一种基于非奇异快速终端滑模的固定时间分布式协同控制方案,该方案可保证协同控制系统的全局固定时间稳定性.首先,设计一个固定时间扩张状态观测器,用于估计速度和集总干扰(包括时变海洋环境干扰和模型参数不确定性);其次,设计一种新型的固定时间辅助动态系统处理输入饱和;再次,基于固定时间非奇异快速终端滑模面提出一种分布式抗饱和的滑模控制器,消除系统的奇异性,并且使得收敛时间上界独立于系统的初始状态;最后,为了避免在编队控制律中使用邻船的加速度,设计一种改进的一致鲁棒精确微分器估计邻船的加速度信息.仿真结果验证了所提方案的有效性.

输入饱和下多航天器分布式固定时间输出反馈姿态协同控制

研究有向通信拓扑结构下存在输入饱和时多航天器分布式固定时间输出反馈姿态协同控制问题。首先,针对只有部分航天器可以获得主航天器姿态和角速度状态信息问题,设计了一个固定时间主航天器状态观测器来观测主航天器状态信息。针对航天器无法测量自身角速度的情况,设计了一个固定时间航天器角速度观测器,实现了在固定时间内观测出航天器角速度信息。然后,基于固定时间主航天器状态观测器和固定时间航天器角速度观测器,设计一个固定时间输出反馈姿态追踪控制器,并证明了系统固定时间稳定性。此外,仿真结果也验证了所提控制策略的有效性。

多固定翼靶机固定时间自适应编队控制方法

针对多固定翼靶机编队生成、保持及队形变换控制问题,提出了一种基于领导跟随策略的固定时间协同控制方法,以期实现多固定翼靶机系统快速收敛到期望编队,并能够跟踪领机的运动轨迹。基于固定时间理论、滑模控制方法及自适应算法,根据领机及相邻靶机的相对状态提出一种固定时间协同编队控制算法。采用Lyapunov稳定性理论证明多固定翼靶机编队系统可以在固定时间收敛,并得到收敛的充分条件。最后,仿真验证了所提编队控制算法的有效性,且该算法具有固定时间收敛的特点,可在三维空间内实现多固定翼靶机编队的快速生成、保持及队形变换。

带有执行器故障的多水面船固定时间分布式滑模协同控制

针对未知环境干扰、未知执行器故障等多水面船协同控制问题,提出一种带有执行器故障的多水面船固定时间分布式滑模协同控制方法,可保证协同控制系统的全局固定时间的稳定性.首先,设计一种固定时间干扰观测器,用于估计集总扰动(包括未知环境扰动和未知执行器故障);其次,引入固定时间非奇异快速终端滑模面,可有效地消除系统的奇异性,改善系统的抖振;然后,提出一种基于固定时间非奇异快速终端滑模面和固定时间干扰观测器的分布式容错控制器,使得收敛时间上界与系统初始状态无关;最后,通过仿真实验验证所提出控制律的有效性.

多航天器系统分布式固定时间输出反馈姿态协同跟踪控制

针对角速度信息不可测条件下的多航天器系统姿态协同跟踪控制问题,提出一种基于积分滑模的分布式固定时间姿态协同跟踪控制方法.基于bi-limit齐次性理论设计一种新型的固定时间收敛的积分滑模面.为估计出不可测的航天器信息,提出一种固定时间观测器,同时为减少航天器间的通信信息流,引入滑模估计器估计领航者的姿态信息.结合固定时间观测器、滑模估计器和积分滑模方法设计分布式固定时间输出反馈姿态协同跟踪控制器,保证各跟随航天器在固定时间内实现对领航者姿态的协同跟踪.通过代数图论和Lyapunov理论证明闭环系统的固定时间稳定性.通过对比仿真结果验证所提出的控制方法的有效性和优越性.