基于视线协同和DMPC的载机-防御弹群协同主动防御制导策略

在目标-攻击弹-防御弹群(target-attacker-defenders,TADs)系统中,防御弹群通过与目标(载机)异构协同、弹群间同构协同以保护载机并降低单弹脱靶的风险。针对TADs系统在二维平面下的协同主动防御模型进行了研究,采用机/弹协同和防御弹群协同的两层制导策略。在机弹协同方面,防御弹领弹与载机进行异构协同,考虑载机及防御弹领弹的机动能力限制,采用协同视线制导律(cooperative line of sight guidance,CLOSG)分别得到载机和防御弹领弹的制导指令;在防御弹群协同方面,考虑单弹计算能力约束,拦截时间约束和加速度约束,设计出基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的算法实现弹群从弹和防御弹领弹协同同时抵达并拦截攻击弹。仿真结果表明,多防御弹协同一致拦截制导算法能够实现TADs系统中载机和防御弹群的异构协同主动防御,并实现防御弹群的一致性同时拦截,以降低单弹脱靶的风险。

基于IMM-KF的混合场景非视距定位算法

为了降低视距(Line of Sight,LOS)和非视距(Non-Line of Sight,NLOS)混合场景下无线定位的误差,提出一种基于交互式多模型-卡尔曼滤波(Interactive Multiple Model-Kalman Filter,IMM-KF)的残差选择NLOS定位算法。构建适用于LOS的多边定位模型和适用于NLOS的残差选择3边定位模型,通过似然概率加权估计两个模型的融合位置。结合卡尔曼滤波进行误差估计确定残差,得到最优的位置估计值,从而降低计算复杂度和由计算不准确导致的模型失配问题。仿真结果表明,所提算法在混合场景中NLOS噪声服从高斯分布、指数分布及均匀分布下,定位精度优于其他对比算法,能有效降低NLOS误差。

基于Lyapunov-MPC方法的非合作目标近距离抵近控制

针对航天器近距离视线抵近同时存在轨道与姿态机动的非合作目标特定方位控制问题,提出了一种基于控制Lyapunov函数(CLF)的模型预测控制方法 (LMPC)。首先,根据视线坐标系下的轨道动力学方程,建立了满足视线指向要求的航天器相对轨道动力学模型,并推导了期望轨道的解析表达式。其次,利用MPC方法设计控制器进行在线优化控制,并通过纳入基于李雅普洛夫方法的非线性反步控制的显式特征,构建收缩约束式,以确保闭环稳定性。接着,对基于LMPC的控制方法的递归可行性和闭环稳定性进行了证明。最后,仿真结果证明了所设计的LMPC轨迹跟踪方法的有效性和鲁棒性。

110 GHz频段山地无人机视距通信概率及传播损耗研究

利用射线追踪法建立了基于视距概率的无人机毫米波信道模型,并针对路径损耗进行了双斜率模型分析,阐述了视距概率的建模过程并进行了模型参数分析。由于地形遮挡等环境的影响,损耗较大的反射和绕射路径致使信号的接收强度在突变点前后波动较大,导致单斜率拟合模型不再适用。因此利用线性回归分别在两种地形下对仿真数据进行了单斜率和双斜率接收功率模型的拟合。结果表明双斜率接收功率模型比单斜率模型的拟合效果更好,两种模型在地形更平坦区域拟合的精确度更高。

基于矿山机械遥控器外壳的排版设计研究

铲运机遥控器的研发过程中遇到设计问题需要很好的去解决,对遥控器设计新的外形来适应使用需求。使用SoildWorks进行碰撞检查,使用铝壳分箱体进行加工塑形。将其切成小块进行加工塑形作为液晶显示器支架,使用不同厂家的加工零件来完成配合组合,使用SolidWorks和CAD从不同的软件中转化文档来满足工业的不同需求。包括面板外壳的排版设计,开关的选型,结构的设计以及产品的确定技巧。

面向可见光无线定位的指纹推理模型校准

针对可见光无线定位指纹推算技术遇到的指纹赋权模型校准难题,本文利用贝叶斯推断理论和随机优化方法,提出了一种高效的指纹赋权模型校准优化方法.首先,利用可见光接收信号强度及其对应的位置和姿态标签建立指纹数据库;其次,依据指纹观测模型及最大熵理论,构建高斯型指纹赋权模型,用于推算可见光无线终端的位置和姿态;然后,依据随机优化理论,将高斯赋权模型校准难题建模为随机优化问题,并设计了基于连续凸函数逼近的赋权模型优化算法解决其中的非凸函数优化难题,从而实现对指纹赋权模型参数的高效校准,提升可见光定位的指纹推算精度.通过对指纹赋权过程进行建模与优化,本文提出的指纹定位方法能够有效抑制非视距传播干扰、弥补指纹匹配误差,极大地提升了可见光指纹定位的精度.仿真数据表明,本文基于指纹赋权模型优化的可见光无线定位算法相比于主流的指纹定位方法具有更高的定位性能.

曲线路段平行式加速车道渐变段合理长度研究

渐变段长度直接影响高速公路合流区末端的交通安全,JTG D20—2017《公路路线设计规范》中对渐变段长度的规定没有考虑加速车道渐变段位于曲线路段时的需求,位于曲线路段的渐变段长度不足可能导致路侧护栏遮挡驾驶人视线,存在合流末端停车视距不足的安全隐患。分析合流末端渐变段小客车行驶轨迹特点及小车驾驶人的视线通视条件,采用符合实际换道轨迹的双曲正切换道模型,以渐变段满足小车驾驶人停车视距为控制要素,构建了曲线路段平行式加速车道渐变段长度计算模型,并基于国内外研究及相关合流末端车辆运行速度调查数据,确定了该模型中关键参数的取值,最后提出了曲线路段平行式加速车道渐变段合理长度取值。研究表明:曲线路段平行式加速车道渐变段最小长度与合流末端的小客车运行速度正相关,与主线行车道右侧硬路肩宽度和圆曲线半径负相关;JTG D20—2017《公路路线设计规范》规定的平行式加速车道渐变段最小长度能满足主线设计速度<100 km/h时小客车合流末端换道时停车视距的要求,当主线设计速度≥100 km/h时,不满足小客车合流末端换道时停车视距的要求,存在一定的行车安全风险,建议根据主线曲率半径及硬路肩宽度综合确定平行式加速车道渐变段长度。

无人艇自适应航迹跟踪控制策略研究

针对无人艇航迹跟踪过程中操舵造成的速度损失以及转向导致的跟踪误差变大等问题,提出了一种自适应航迹跟踪控制策略。在制导环中,采用自适应接纳圆策略,根据各航迹段之间的夹角自适应调整航迹点的接纳圆半径,设计了自适应视线制导律,提高了无人艇转向时的跟踪精度;在控制环中,提出了基于模型预测控制的航向及航速解耦控制策略,该策略首先将航向模型与航速模型的耦合项视为时变扰动,提出了一种新的时延估计方法,然后通过航向控制器进行预测,最后在航速控制器中对时变扰动进行补偿,减小了速度损失。之后,通过MATLAB仿真平台对算法的可行性进行验证。实验结果表明,所提出的自适应航迹跟踪控制策略跟踪精度更高、收敛速度更快、抗干扰能力更强、能耗更少。

互通式立交主线同侧相邻入口最小净距研究

互通式立交主线同侧相邻入口净距是影响车辆通行效率与安全的关键因素,但规范中对相邻出入口净距的规定未区分相邻入口和出口的异同,且未考虑匝道设计速度及车道数,所规定的相邻入口最小净距存在不合理的地方。以互通式立交主线同侧相邻入口最小净距为研究对象,通过分析此区域车辆运行特性,确定了相邻入口最小净距的计算模型是由加速车道及合流安全视距构成。首先,调查合流区数据,得到了符合实际的加速车道特征断面速度,以确定提速段长度。基于3阶爱尔朗分布,确定了等待段长度,同时考虑车辆换道需求,采用双曲正切换道模型确定了渐变段长度,由提速段、等待段以及渐变段共同组成加速车道长度。其次,通过对相邻入口处驾驶员视距的研究,分析了反应距离、决策距离、换道距离以及减速距离,得到合流安全视距。最后,组合加速车道长度和合流安全视距,提出了不同主线、匝道设计速度和匝道车道数下的相邻入口最小净距建议值。结果表明:主线与匝道的设计速度差越大,所需要的相邻入口净距越大;下游入口匝道为双车道时,规范中规定的最小净距值难以满足要求;主线设计速度较高或主线与匝道设计速度差值过大时,若采用规范中的规定值作为相邻入口净距,则无法满足车辆安全运行的要求。

内嵌式停车位设置关键问题研究

为满足部分停车需求,同时保障自行车行驶安全与通行效率,对内嵌式停车位在路段处、交叉口处和路侧开口处的关键问题进行了精细化分析。研究结果表明:为了避免机动车与自行车驶入“开门区”,内嵌式停车位两侧应设置一定宽度的缓冲区,且停车位长度应满足车辆1次入位需求;交叉口处不应设置停车位,以保证行车视距;在交叉口与渐变段处,可根据具体情况在机动车道与非机动车道之间设置一定宽度的缓冲区;在自行车交通量较大或机动车停车频率较高的路段设置内嵌式停车位,既可保障骑行者独立路权和交通安全,又可满足部分停车需求,同时还能降低施工与维护成本。该研究成果可为道路设计相关内容提供参考。

近海岸非视距紫外光传输平均大气散射系数经验表达式的建立

针对当前紫外光传输过程中大气衰减效应难以量化,传统大气辐射传输模型软件(MODerate resolution atmospheric TRANsmission,MODTRAN)操作复杂且应用耗时长等问题,在近海岸场景下研究了紫外光传输过程中的大气衰减效应。在对近海岸场景下MODTRAN适用性验证的基础上,基于经典的Kim模型结构建立了近海岸非视距紫外光传输平均大气散射系数的经验表达式,可便捷计算非视距紫外光传输的大气散射系数。与MODTRAN计算结果相比误差较小,表明所建的平均大气散射系数经验表达式的结构合理且适用性较强,从而为紫外光通信信道研究和系统光学器件设计提供了参考依据。

一种坦克炮长瞄准镜系统状态评估的方法

针对目前坦克炮长瞄准镜系统在健康状态评估工作中存在的单一信号阈值确定、各级指标权重确定和评估结果判定3个方面的不足,提出一种基于改进评价云的坦克炮长瞄准镜系统健康状态的评估方法。通过改进模糊层次分析法和改进熵权法相结合的组合赋权法,计算出系统各层信号指标的权重;使用自组织映射神经网络确定指标阈值并确定云化区间;建立基于改进云模型的状态评估模型。通过实例验证结构表明,该评估模型合理有效,其评估结果与系统实际状态符合,可促进炮长瞄准镜系统健康管理体系的革新。

自动驾驶车辆侧向路径跟随控制算法仿真

路径跟随是依照规划轨迹信息通过对执行元件的控制实现沿期望轨迹行驶,控制算法对实现路径跟随非常重要。针对自动驾驶车辆的侧向控制技术,文章研究了基于最优预瞄理论的路径跟随控制,建立车辆二自由度模型和预瞄误差模型,设计模型预测控制(MPC)侧向跟随控制器以提高跟随精度。利用CarSim-Simulink联合仿真,仿真结果表明,该算法策略能稳定跟踪规划路径。

大场景立体模型建立及量测方法研究

研究目的:可量测的三维立体模型提供了新型的地学表达工具,对道路选线及工程设计都具有重要意义。但传统的立体模型为单个像对模型,且坐标计算过程复杂,限制了其生产应用。近年提出的数字正射立体影像制作方法突破了单个像对立体模型限制,但精确坐标计算过程依然繁琐。为了在保证精度的前提下简化计算方法,加速大场景立体模型的应用,本文提出一套新的模型制作和量测方法。研究结论:经实验证明本方法建立的大场景立体模型,具有较好的视觉效果,计算方法简单且易于实现,具有较高平面及高程测量精度,达到数字摄影测量工作站同等比例尺测图水平;具有广泛的适用性,易于应用于道路选线及工程设计中,可直接在三维环境下进行设计工作。

户外活动对小学生视力的影响及对策研究

目的：通过小学生视力的因素模型分析,探讨户外活动对小学生视力的影响,以期为小学生视力不良的有效防控提供依据.方法：抽取山东省济南市、日照市6所小学3～5年级学生1 021人进行视力检查,同时进行问卷调查,使用AMOS7.0软件构建与验证结构方程模型.结果：小学生视力不良发生率为45.1％,户外活动对小学生视力有明显影响,作用大小为0.45.结论：户外活动是小学生视力不良发生的主要影响因素之一,增加户外活动时间对预防视力不良是有益的.

儿童电子地图特征及基本设计原则

儿童电子地图是一种儿童电子读物,必须集趣味性与知识性为一体,并充分兼顾儿童的读图和识字能力。本文根据对当前比较有影响的几个地图网站上的电子地图的实际操作并兼顾儿童的生理与心理特征,提出了儿童电子地图的内容设置、特点、功能和设计原则。

机载稳瞄控制系统模型及仿真分析

瞄准线高精度稳定是机载光电稳瞄系统的主要指标和关键技术。根据四框架稳瞄系统的工作原理,以手动跟踪模式为主要研究对象,建立了稳瞄伺服控制系统模型。考虑到直升机扰动特点,对线扰动、角速率扰动、摩擦力矩、弹性力矩等各种扰动因素也建立相应的数学模型,同时在各种扰动因素作用下利用M atlab对机载高精度稳瞄系统的手动跟踪控制模式进行了仿真设计分析和理论研究,设计出适合的控制器。此模型在实际系统中获得验证,对稳瞄伺服控制系统的设计具有参考意义。

航空炮塔武器系统仿真设计与实现

为了节约经费,训练学员在视景飞行中操作航空炮塔实物的技能,设计了轰炸机航空炮塔武器仿真系统。采用层次法设计了系统硬件结构,用面向对象方法设计了分布式仿真软件,重点用Creator仿真建模工具实现了目标和视景仿真,解决了光学瞄准具实物测量仿真目标距离的问题。系统能完成炮塔设备配置、目标选择、环境场景选择等任务规划。实现飞行视景仿真、目标仿真;监控系统稳定性以及分析射手的射击技能等任务。系统能有效地帮助学员熟悉航空炮塔的结构和使用方法,提高射手操作航空炮塔的技能。

基于DEM的视域分析与计算

可视性分析广泛应用于G IS的各个方面,视线和视域是其最基本的两个因子。视域的计算方法有很多种,在计算时因为采用的算法和实现算法所运用的编程方法的不同,导致计算耗时间和准确度有很大的差异。该文首先对这两个因子所涉及的算法加以分析,然后用VC++.NET中的COM组件编程实现了视线和视域计算接口,并通过程序模拟生成评估的视域图,比较了各个算法在相同外界条件下的CPU时间消耗和计算准确度,得出XD raw是比较准确且CPU耗散较小的算法的结论。同时也分析了各算法之间相似程度的度量。

交叉口视距的三维模型研究

AASHTO和我国城市道路设计规范CJJ 37-90推荐的交叉口视距公式所采用的模型为简单的平面交叉(假设为水平相交),而在实际工程设计中存在一些线形特征较为复杂的平纵线形组合的交叉口,若直接运用规范中的视距检验公式进行安全审核将产生很大误差。为解决这一问题,建立了交叉口的三维模型:主要道路上有平纵线形组合、次要道路具有纵坡、交叉角为任意角度,并在相应的视线坐标系下确定了左右向来车的平面坐标。通过对道路表面和道路外建筑进行视线检验,确保驾驶者视线不被道路表面的任一点以及道路外建筑物所阻碍。该模型的应用面较原先的广泛,可对具有复杂线形特征的交叉路口的视距情况进行检验,从而评价道路本身及路口建筑物对行车安全视距的影响,提高交叉口范围内的行车安全保证。