基于反馈线性化的无人机盘旋控制器设计

针对经典PD算法无法保证闭环系统在大范围内的稳定性的问题,提出一种基于反馈线性化的无人机盘旋控制器设计方法。在考虑滚转角响应特性的条件下建立了无人机盘旋飞行的非线性动力学模型,在此基础上基于反馈线性化方法设计了非线性盘旋控制器,以保证闭环系统的全局渐进稳定,并通过Matlab/Simulink中将盘旋控制器加入模型进行仿真。仿真结果证明:相比于线性盘旋控制器,非线性盘旋控制器可得到更好的动态响应特性,其抵抗风干扰的能力也明显优于线性盘旋控制器。

无人机多源导航信息自主管理方法研究

完全依赖卫星导航信息融合的方案自主性差、完好性难以保证;而完全利用其它自主导航的方式,精度也难以保证,针对这些问题,提出了基于混合式架构的多源导航信息自主管理方法.利用联合故障检测方法,解决了对卫星干扰的有效检测,使完好性得到保证;设计了基于D–S证据推理的信息优选策略,针对典型无人机任务场景进行了仿真分析,结果表明信息优选策略降低了多故障检测方法同时应用的虚警率,提高了导航精度.

一种用于白天星敏感器的星点质心提取方法

从星空图像中提取星点质心是星敏感器工作的重要基础,针对白天星敏感器所获取的星空图像噪声情况复杂的特点,应用高斯点分布函数为数学模型,提出了一种能够获取高精度星点质心位置的基于帧累加的星点质心提取方法。首先通过多帧迭代优化目标星像灰度,消除随机噪声的影响,提高信噪比,再利用平方加权质心法计算星点质心的位置,从星空图像中提取星点质心。仿真实验结果表明:该方法具有较强的抗干扰能力和稳定性,且质心提取精度随迭代帧数的增加而提高,当迭代次数达到100次时平均定位精度可达0.1像素,适用于低信噪比条件下的质心定位计算。该算法简单易行,运算量小,能够实现对视频图像信息的实时处理,且有效地提高质心的定位精度,可以满足白天星敏感器的应用需求。

无人机视觉着舰导航鲁棒角点精确检测算法

针对舰载无人直升机着舰时拍摄的图像存在大尺度、角度畸变,使得合作目标角点难以检测的问题,提出了一种鲁棒角点精确检测算法。设计了一种彩色非对称合作目标,通过计算合作目标的最小周长多边形(minimum perimeter polygon,MPP)来获取轮廓上的角点。针对这些角点存在伪角点及未排序问题,给出了斜率约束、距离约束和方向约束策略。最后,针对亚像素Harris角点检测算法精度高但未排序、三重约束的MPP角点检测精度低但已排序的问题,制定了这两种角点检测方法的融合策略。实验结果表明,所提算法可以有效解决合作目标图像发生大角度畸变以及一定尺度畸变范围内的角点检测。

真空封装硅微陀螺品质因数的标定

建立了真空封装陀螺的无激励欠阻尼二阶系统模型,用于测量真空封装硅微陀螺的品质因数。对该模型进行理论推导,提出了一种时延常数测试方法。该方法首先利用锁相环路,驱动陀螺实现闭环谐振,获得较大的初始振幅。然后关断激励信号,通过放大电路和解调电路,记录硅微陀螺振荡幅值的衰减过程;用计算机通过Matlab GUI实时采集并拟合振幅衰减曲线,获得时间常数。最后,通过时间常数解算获得真空封装硅微陀螺的品质因数。对真空封装硅微陀螺品质因数的实验测试结果表明:该方法实测数据与理论分析模型的拟合度为99.999%,测试重复性为4.03%,优于传统的扫频测试法的重复性。对比时延常数法与锁相放大器扫频测试法的测试数据显示:时延常数法具有更高的测量精度和更高的测试效率。该方法可以推广到其它高真空封装MEMS器件的品质因数测量。

激光陀螺反射镜散射检测方法

闭锁效应是影响激光陀螺性能的重要因素,而光束在反射镜表面反射时的背向散射则是形成闭锁效应的主要原因。基于矢量叠加理论,对激光陀螺反射镜背向散射对谐振腔总背向散射的影响进行了分析。在此基础上,提出一种反射镜散射的在线测量方法,以半导体激光器为光源构成远心光路,通过显微镜收集散射光,并利用CCD记录反射镜膜面的散射光场。根据散射图样对反射镜进行筛选,并最终确定反射镜膜面的安装位置与方向。在某型激光陀螺上进行了实验,结果表明使用该方法选配可以将锁区合格率由原来的75%提升至95%,改进效果明显。该检测方法结构简单,可有效控制由反射镜散射引起的锁区超标问题,在激光陀螺反射镜的在线检测及激光陀螺装调方面有很好应用前景。

用于星敏感器的马蹄形卡塞格伦反射式光学系统杂散光抑制方法（英文）

星敏感器是惯性天文组合导航系统的关键传感器,星敏感器的光学系统设计及对杂散光的抑制是决定其能否实现测星的主要因素。提出一种改进型的卡塞格伦反射光学系统,该系统通过摆镜折叠光路并实现扫描,压缩了系统的体积,增强了系统的灵活性。进而针对该系统设计了一种基于基生叶结构的遮光罩,利用光线追迹软件在不同方位和俯仰角度入射下对系统进行了仿真分析,结果表明规避角以外的点源透射比可以达到10?9以下,满足系统使用要求。此外,鉴于传统点源透射比方法的计算量较大,还引入了杂散光系数的概念,通过对镜像系统进行反向光线追迹可以将杂散光分离,从而计算出杂散光系数,表征系统对杂散光的抑制能力。该方法可降低计算量,提高设计效率。

基于AADL的软件可靠性验证

针对软件可靠性面临的安全等级和流延迟两类问题,提出了一种基于结构分析与设计语言(AADL)的软件可靠性验证方法。首先建立两类问题的需求模型,并将需求模型转化为设计模型;其次是调用分析插件对设计模型进行分析,查找模型中存在的问题;最后根据存在的问题对设计模型进行修改和完善。仿真结果表明,所提出的方法有效验证了安全等级和流延迟两类问题,为AADL在航电系统软件验证方面的应用奠定了基础。

基于Coq的软件安全性验证

针对数组越界、空指针应用和缓冲区溢出三类威胁软件安全的不规范操作,提出了一种基于Coq验证上述三类操作的形式化方法。首先编写三类安全问题的程序实例,并采用形式化方法进行标注;其次运用Frama-C和Why工具对标注程序进行解析,生成需要证明的定理;最后基于Coq集成开发环境证明定理,实现安全问题的验证。结果表明,该方法有效验证了软件安全中的三类问题,为形式化方法在软件安全性验证方面的应用奠定了基础。

航拍图像区域多特征紧耦合多级分类算法

提出一种基于多特征紧耦合的航拍图像区域多级分类算法.首先将样本图像从RGB空间转换到HSV空间,分别提取颜色矩特征和Gabor纹理特征,并对Gabor纹理特征进行PCA降维;然后将两种特征相乘构成紧耦合矩阵,进一步生成紧耦合特征向量,并对生成的紧耦合特征向量再次进行PCA降维;接着搭建了由5个概率神经网络分类器构成的多级分类器.最后利用Google Earth软件截取不同时间、不同尺度的图像,作为训练样本和测试样本,进行多级分类器的训练和测试.实验结果表明,相比于单特征及多特征松耦合的分类方法,提出的方法分类精度较高.

惯性辅助的单频GPS整周模糊度快速求解

为改善法矩阵病态性,实现整周模糊度快速求解,提出惯性导航系统(inertial navigation system,INS)辅助单频GPS整周模糊度求解算法。将惯性伪距单差、GPS伪距双差、载波相位双差联立得到模糊度浮点解及其协方差阵,利用LAMBDA算法求解出整周模糊度固定解。分析引入惯性信息改善复共线性和病态性的原因,并利用GPS实测数据与仿真INS数据进行实验验证。实验结果表明:INS辅助信息使得法矩阵条件数减小2个数量级,模糊度衰减因子下降55.81%,整周模糊度固定解求解的时间缩短75.44%,方法可行。

光纤陀螺的发展与应用

介绍了光纤陀螺的原理特点和发展,重点叙述了光纤陀螺在国内外发展的技术问题及应用环境。将国内光纤陀螺发展迅速的中航捷锐为例进行了产品性能描述。随着现代微电子技术、光电子技术和信号处理技术的进步,预测了光纤陀螺在未来的发展趋势。

双质量块MEMS陀螺内互联引线的设计与实现

为了进一步提高微机电(MEMS)陀螺在体积、重量和功耗上的优势,开展了MEMS双质量块陀螺密封腔内互联引线设计,该设计增大了陀螺的有效设计面积,减少了芯片体积,实现复杂信号引线布线。设计了齿状互联引线接口结构,分别选用Al和AlCu作为互联引线材料进行对比试验,同时对比分析了电极厚度对键合面和导通性的影响。最终确定合适的工艺参数为:伸入键合区长度为20μm,齿状数目为10,电极材料为Al,厚度为0.2μm。完成了基于该引线设计的双质量块陀螺制作,实现信号导通。样机测试结果表明,其真空密封品质因数能够达到200000以上。

针对高动态目标的陆基导航系统精度及抗干扰能力分析

精度性能和抗干扰性是陆基导航系统的两项重要技术指标,对导航过程影响很大。当陆基导航系统以弹道导弹为导航目标时,针对导弹的高动态特性,分析了影响导航精度的误差源及其量级,并基于主要误差源的作用机理提出了提高精度的技术途径。为了提高系统在复杂电磁作战环境下的适应性,提出了两项提高抗干扰能力的方案。最后对陆基导航站/SINS组合导航系统进行了仿真,结果表明陆基导航系统应用于组合导航能够有效地提高弹道导弹的射击精度。

1935-1936陕北扩红与党的力量下沉

中共中央抵达陕北后,为及时补充兵员开展了大规模的扩红运动。中央及地方党组织强力推进下的扩红运动,促成了党的组织进一步下沉至基层,强化了党对基层工作的掌控,提高了基层党员干部的执行能力,实现了党对基层社会的全面动员,激发了当地群众的参军热情并且增强了群众对党和红军的认同感。借助扩红运动,党的力量深植于陕北基层社会,为党在陕甘宁边区的局部执政打下了良好基础。

面向未知区域深度测量的序列图像稠密点特征生成算法

对未知着降区平坦度测量是无人机在复杂地形下安全着陆的关键问题。首先,根据小孔成像原理推导出基于单目序列图像的未知区域深度计算方程;其次,针对稀疏匹配存在深度信息重构误差大而稠密匹配在平滑区域误匹配率高的问题,提出一种基于Delaunay三角剖分的稠密点特征生成算法;然后,分别对序列图像中的2帧图像提取亚像素级Harris角点和尺度不变特征变换(SIFT)特征点,并分别进行特征点匹配;再以2种特征点间的欧氏距离作为约束条件将2种特征点进行融合,生成准稠密特征点;最后,将准稠密特征点进行Delaunay三角剖分,并根据每个剖分三角形上3个顶点像素偏差的方差值制定稠密特征点的生成策略,并结合所提出的深度计算方程计算整个未知区域各点的深度信息。通过Vega Prime(VP)搭建仿真演示验证系统,实验结果表明在机载相机距地面400m处计算高度分别为90m和55m的物体深度信息时,其深度测量相对误差不超过0.89%,具有较高的精度。

轨道强约束下的惯性微位移测量算法

为提高轨道几何参数检测准确性和效率,提出一种轨道强约束下的惯性微位移测量算法。探讨了轨道几何参数与惯性空间紧耦合关系,将内部轨道几何参数定义为三个参数簇族;构建了惯性测量模型,以研究惯性器件和惯性测量组合误差对轨道几何参数检测精度的影响;构建了三种强约束模型——直线约束模型、曲线约束模型和缓和约束模型,设计了以卡尔曼滤波器为中心的惯性微位移测量模型。研制了动态精调小车对算法进行实际效果的验证,在0~10 km/h的速度下,可以得到误差不高于0.2 mm的平顺性,为全参数轨道动态检测提供了一种低成本、高效率的新方法。

应对与反思:20世纪30年代初陕西乡村社会的防疫

20世纪30年代初,陕西各地相继爆发大规模的鼠疫及霍乱,乡村受灾尤甚。但现有研究主要聚焦于城市,对疫情之中陕西乡村的研究尚不充分。本文聚焦于该时期陕西乡村防疫中政府、社会及民众的应对之策,并对其中表现出的政府动员乏力、公共卫生体系缺位、医药储备匮乏、社会救济力量薄弱、乡民意识落后等缺陷进行反思。陕西乡村地带的防疫历史昭示后人,疫情之下完善的防疫体系比单纯的医疗救治更为重要。而构建完善的防疫体系则需在政府主导之下,整合医疗资源、社会力量与个人的全方位工作。