基于单隐层神经网络的空天飞行器鲁棒自适应轨迹线性化控制

研究了一种新的空天飞行器鲁棒自适应轨迹线性化飞行控制系统设计方案。利用单隐层神经网络的逼近能力在线估计系统中存在的不确定性,神经网络输出用以抵消不确定性对轨迹线性化方法控制性能的影响。鲁棒自适应控制器用以克服逼近误差,并使闭环系统具有更好的性能。严格的理论证明表明,给定的自适应调节律能够保证闭环系统跟踪误差最终收敛至任意小紧集。空天飞行器高超声速飞行条件下的仿真结果表明,即使在很恶劣的条件下,新方法仍然表现出很好的响应性能。

空天飞行器鲁棒自适应模糊跟踪控制

基于轨迹线性化方法提出了鲁棒自适应模糊跟踪轨迹线性化控制(Robust adaptive fuzzy tracking con-trol,RAFTC)方法,并应用于空天飞行器(Aerospace vehicle,ASV)飞行控制系统设计。利用模糊系统能以任意精度逼近非线性系统的特性,对未知干扰和不确定性进行逼近,求得的模糊函数作为系统不确定界函数,且整个系统仅需在线调整不确定界函数的界,利于工程实现。采用Lyapunov方法,证明了闭环系统所有信号一致最终有界。最后利用本文提出的控制方案设计了空天飞行器飞行控制系统,并在高超声速条件下进行了仿真验证。仿真结果表明了控制方案的有效性和鲁棒性。

低空无人飞艇运动配平和控制器设计研究

建立了某低空无人飞艇六自由度非线性动力学模型。以稳态直线前飞为例,考虑执行器饱和约束下的配平,分析了运动所需满足的条件以及力和力矩平衡,采用数值迭代法求解不同前飞速度下的平衡点,并分别给出了静态重量不同和重心位置不同时的配平比较结果;用PID及其改进算法设计了控制律,实现了前飞和偏航运动,并验证了所设计控制器具有较好的扰动抑制能力。

惯性导航技术的新进展及发展趋势

阐述了惯性导航技术的发展历史,总结了惯性传感器的最新发展现状,并列举出代表当前最高技术水平的新型惯性器件及其技术指标。同时,概括了惯性技术的应用领域,特别是在舰船导航领域的应用现状。最后指出,随着新型惯性器件的涌现和完善,以惯性导航为基础的组合导航系统将成为未来导航系统的主要发展方向。

基于解析法的全球定位系统姿态测量技术

提出了一种新的实时全球定位系统(GPS)姿态测量初始化方法,将超越方程的求解与模糊度函数法相结合,有效地提高了初始化计算速度.讨论了模糊度函数法,从几何角度描述了观测方程,给出了二元非线性观测方程组的解,并对实测数据进行了处理.结果表明,该方法与一般的方法相比,初始化的计算更有效,更经济.

基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法

针对未来航空电子系统面临的挑战和航空电子系统设计的特点,提出基于原型仿真的航空电子系统螺旋式开发方法,克服了瀑布式系统开发方法在航空电子系统开发中的缺陷。该方法强调概念和需求的验证,克服因系统设计早期发生错误而引起系统研制后期更大的更改;强调图形化设计和原型仿真,克服错误的需求理解导致错误设计;强调系统建模,一方面可以在模型上进行各种验证和试验工作,另一方面可以重复迭代和重复利用。航空电子系统座舱综合显示设计的应用实例,显示了该设计方法的有效性。

船舶可控被动式减摇水舱的试验研究

可控被动式减摇水舱是一种新型高性能的船舶减摇装置,它是对被动式减摇水舱的一种改进。通过对气体的受力进行分析,推导了气阀的控制方程,在查德惠克U型被动式减摇水舱理论的基础上,建立了“船舶—可控被动式减摇水舱”系统的数学模型,推导了最佳控制策略的理论依据,当横摇角度与边舱液位的相位差成90°时,可控被动式减摇水舱能够得到最大的减摇力矩,减摇效果最佳。通过摇摆台试验确定了水舱模型的固有周期,实现了气阀开启和关闭的最佳控制问题,为实船装备可控被动式减摇水舱提供了试验数据和参考依据。

铜基碳纳米管复合电镀辅助工艺的对比研究

铜基碳纳米管复合电镀是制备场发射阴极的极佳工艺。基于铜基碳纳米管的复合电镀技术,对比研究了不同辅助工艺对复合镀层质量的影响,包括机械搅拌、空气搅拌、阴极移动、超声波振荡、间歇超声波振荡。使用机械类辅助工艺,镀液振动较小,镀层上的碳纳米管较多,但团聚的也多;使用超声波类辅助工艺,镀液振动较大,镀层上的碳纳米管较少,基本无团聚现象。两大类辅助工艺应联合使用,控制合适的间歇振荡时间是获得碳纳米管数量多、分散性高的复合镀层的关键。

空间非合作目标交会对接影像测量自适应处理

分析了空间非合作目标影像测量及特征点提取机理,根据对接中特征点识别噪声不确定和空间摄动引起的模型误差,对传统滤波方法进行改进;通过量测更新后的新息数据对量测噪声量级进行估计,同时采用渐消自适应方法对模型误差进行处理,增进滤波效果;设计了针对空间非合作目标对接段的滤波器,能够提供对接段相对位置、速度、姿态角及角速率估计信息。仿真结果表明,提出的改进滤波算法能够在测量噪声不确定和模型误差条件下达到较好效果。

基于边缘增强的遥感图像变化检测技术

遥感图像变化检测技术是遥感技术中最广泛最基本的应用之一。为此作者经过大量对已有图像的实验,提出一种基于边缘增强的遥感图像变化检测技术,通过选择适当的卷积算子对图像进行锐化增强与使用Sobel算子对图像进行边缘增强相结合,总结出了快速有效变化检测处理方法。

改进的量测噪声自适应滤波在空间非合作目标视觉导航中的应用

针对空间非合作目标对接过程中特征点识别的非高斯测量噪声与幅值不确定,对传统滤波方法的量测更新部分进行改进。通过量测更新后的新息数据对量测噪声量级进行在线二次估计,使得量测噪声估计值更贴近实际,增进滤波效果。设计了针对空间非合作目标对接段的滤波器,能够提供对接段相对位置、速度、姿态角及角速率估计信息。仿真结果表明所提出的改进滤波算法能够在测量噪声特性不确定条件下达到较好效果。

仿生机器鱼的运动规律研究

仿生机器鱼技术为研究高效、高机动性和低噪声的水下运载器提供了新的思路,是近几年水下机器人领域的研究热点之一。基于仿生机器鱼的运动模型,研究了它的运动规律,并进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,尾鳍摆动频率和两关节相位差对推进速度有较大的影响。

基于轨迹线性化方法的近空间飞行器鲁棒自适应控制

研究一种新的近空间飞行器鲁棒自适应飞行控制系统设计方案。利用单隐层神经网络的函数逼近能力和被控对象分析模型的有用信息构建一种单隐层神经网络干扰观测器,用以在线估计系统中存在的不确定性,具有自适应调节能力的鲁棒控制器用以克服估计误差。将所得单隐层神经网络干扰观测器与轨迹线性化方法结合形成新的非线性系统鲁棒自适应控制方案,严格的理论证明在给定的自适应调节律作用下闭环系统所有误差最终有界。该控制方案被用于近空间飞行器飞行控制系统设计,高超声速飞行条件下的仿真结果表明该方法不仅有效,而且能够提供高精度、高稳定度的控制性能。

楔形自锁防振机构发射安全性研究

文中对楔形自锁防振机构的发射安全性影响进行了分析并给出校核方法。详细分析了楔形自锁防振机构的原理特性,通过尺寸链计算出最大变形量,并采用有限元法计算出,通过对最大正压力的计算分析,得出楔形自锁防振机构的发射分离安全性分析方法。通过具体算例说明了此方法的正确性,并结合计算结果给出了楔形自锁防振机构的适用范围。

MODIS多光谱图像压缩研究

为有效存储MODIS多光谱图像数据,该文提出一种基于谱间预测和整数小波变换的多光谱图像压缩算法。首先通过构造谱间最优预测器去除谱间冗余,再利用整数小波变换和SPIHT算法对预测误差图像去除空间冗余,最后进行自适应算术编码。该方法可实现MODIS多光谱图像的无损、近无损和有损压缩,取得了满意的实验结果;在不同小波基条件下与3D-SPIHT算法比较,表明了该方法的有效性。

可控被动式减摇水舱气阀控制规律仿真研究

可控被动式减摇水舱是世界上成功使用的减摇装置之一,气阀控制规律是决定可控被动式减摇水舱减摇效果的关键因素。本文推导了最佳控制相位的理论依据,对气阀开启和关闭时刻的选取进行了详细研究。对不规律波作用下的“船舶-可控被动式减摇水舱”系统进行仿真研究,结果表明控制规律是行之有效的,在各种浪向和航速下都能够获得较好的减摇效果,从而最大限度地发挥了可控被动式减摇水舱的减摇能力。

自适应滑模制导律仿真研究

推导了自适应滑模制导律,通过建立制导控制系统六自由度仿真系统,对自适应滑模制导律进行仿真研究。仿真结果表明,自适应滑模制导律针对机动目标的命中精度很高,证明了自适应滑模制导律的有效性和鲁棒性。

GPS软件接收机微弱信号捕获算法研究

捕获是GPS接收机信号处理中的关键部分,在微弱信号情况下,传统方法不能很好地捕获到卫星信号。本文将介绍一种新型捕获方法——批式捕获法来取代传统的FFT相关搜索法,为高灵敏度GPS软件接收机提供理论依据。根据GPS信号的特征,利用软件模拟出各种信噪比数值的数据,分别采用以上2种方法对其进行捕获仿真。仿真结果表明,传统方法仅能捕获到信噪比低至42dB-Hz的信号;而批式捕获法能够在较短时间内捕获到信噪比低至29dB-Hz的微弱信号,并能有效避免由导航数据位翻转造成的误捕获。

可控被动式减摇水舱的建模与气阀控制规律研究

基于查德惠克被动式减摇水舱理论,分别建立了单侧气阀和两侧气阀控制的可控被动式减摇水舱系统数学模型.推导了最佳相位关系和气阀控制规律的理论依据,对不规则波作用下的可控被动式减摇水舱系统进行了仿真研究.仿真结果表明,水舱内水的流动与船舶横摇运动基本符合最佳相位关系,气阀控制规律是可行的.通过对单侧或者两侧气阀进行控制,都能够使水舱内水流的振荡周期及时地适应变化的横摇周期,两侧气阀控制的减摇效果要优于单侧气阀控制.

基于HLA和Vega的空空对抗演练仿真系统

根据基于高层体系结构和Vega的虚拟战场空空对抗演练分布式仿真系统的设计需求,在扩展的PRPFOM基础上,使用VR-Link的API工具开发系统联邦和联邦成员。采用VR-Link技术设计并实现联邦成员间的同步和仿真进程控制方法。设计Vega导航器,完成导弹目标跟踪仿真演示并验证系统性能。