基于模糊控制的6×6滑动转向无人地面车辆轨迹跟踪控制算法

针对滑动转向无人地面车辆的轨迹跟踪控制问题,考虑其横向运动不可控的特点,采用解耦设计方法,对车辆沿x轴的纵向运动和绕z轴的旋转运动分别进行控制,根据模糊控制理论,设计了包括车辆纵向速度模糊控制器和偏航角速度模糊控制器在内的轨迹跟踪控制器.为确保运动平稳,防止车轮打滑,引入了受限控制策略,对纵向速度和偏航角速度进行PD闭环控制,保证车辆运动所需的总的纵向驱动力和偏航扭矩,并采用平均分配的方法将纵向驱动力和偏航扭矩分配为6个车轮驱动扭矩命令值.通过RecurDyn软件建立了车辆虚拟样机动力学模型,并采用联合仿真的方法对所提算法进行了仿真,结果表明该算法是有效的.     

未知负载轮式移动机器人轨迹跟踪控制

针对差分驱动的轮式移动机器人实际运动过程中,因负载未知或不均导致左右轮半径大小不确定情况下,无法对指定参考轨迹进行跟踪的问题,提出了一种新型的自适应反演轨迹跟踪控制策略。基于轮式移动机器人的运动学模型,结合反演方法,根据移动机器人的位姿误差微分方程选择合适的Lyapunov函数,确定正确的控制率和参数自适应率,使跟踪误差收敛,保证系统的稳定性,满足了轨迹跟踪控制要求。通过自适应控制策略对未知负载下车轮的半径进行估计,使移动机器人在车轮形变未知的情况下依旧能够精确跟踪指定的参考轨迹,根据Lyapunov稳定性理论对系统的稳定性进行了证明,利用计算机进行仿真,验证所提出控制策略的正确性。     

美军无人地面车辆概述（四）（续）

对美国陆军无人地面车辆（又称军用机器人）进行概要介绍，编译的原文为截止到2007年底的美国政府公开发布资料，分为引言、轻型无人地面车辆、中型无人地面车辆、重型无人地面车辆、大型无人地面车辆等5章，包括20多种研制和投入使用的型号，本文为第四部分。     

美军无人地面车辆概述（三）（续）

对美国陆军无人地面车辆（又称军用机器人）进行概要介绍，编译的原文为截止到2007年底的美国政府公开发布资料，分为引言、轻型无人地面车辆、中型无人地面车辆、重型无人地面车辆、大型无人地面车辆等5章，包括20多种研制和投入使用的型号，本文为第三部分。     

美军无人地面车辆概述（一）

对美国陆军无人地面车辆（又称军用机器人）进行概要介绍，编译的原文为截止到2007年底的美国政府公开发布资料，分为引言、轻型无人地面车辆、中型无人地面车辆、重型无人地面车辆、大型无人地面车辆等5章，包括20多种研制和投入使用的型号，本文为第一部分。     

美军无人地面车辆概述（二）（续）

对美国陆军无人地面车辆（又称军用机器人）进行概要介绍，编译的原文为截止到2007年底的美国政府公开发布资料，分为引言、轻型无人地面车辆、中型无人地面车辆、重型无人地面车辆、大型无人地面车辆等5章，包括20多种研制和投入使用的型号，本文为第二部分。     

地面目标特征识别与无人飞行器位姿估计

针对小型无人飞行器位置姿态估计问题,提出了一种基于视觉图像目标特征的相对位姿估计算法。应用Camshift算法获取目标初始位置,利用非线性尺度空间下的KAZE特征进行跟踪区域特征点提取,与源目标特征点进行匹配,得到精确的目标位置信息,实现了在图像平面内的目标快速跟踪,并得到机体轴系下无人飞行器与目标间相对位置和姿态角的估计值。对算法进行了实验验证,具有优良的跟踪性和实时性。     

面向无人战车的视觉定位系统

随着军事装备无人化、智能化水平的不断提高,基于视觉的无人战车将被广泛应用于现代军事战争的诸多领域.设计了一种面向无人战车的单目视觉定位系统,该系统基于相机模型建立了目标物体与无人战车火力打击系统坐标系之间的三维空间变换关系,实现了对空间目标物体的位姿测量.实验结果表明,该方法可以基于低质量的图像信息实现对目标的位姿测量,为无人战车进行火力打击提供引导依据.     

军事博览

美国国防高级研究计划局与美陆军联合选定了两个承包小组进入无人地面作战车辆发展的第二阶段。这两个承包小组将制造并试验两种不同吨位的无人地面车辆。以洛克希德·马丁公司为首的承包小组将发展一种750kg级的无人地面车辆,该车可装载150kg载荷,采用电驱动系统,主要用于执行侦察、监视及目标获取任务。以波     

基于并联稳定平台的火炮跟踪仿真研究

在火力控制系统中,火炮对目标的跟踪与识别,以及能够稳定瞄准目标是至关重要的,利用并联机构负载大,运动精度高的特性,将六自由度并联机器人作为稳定平台搭载火炮,应用到火炮跟踪系统中。为验证并联平台的快速调姿的可行性和准确性,基于牛顿-欧拉方程建立并联机构的动力学模型,基于其逆动力学模型建立逆动力学轨迹跟踪控制模型,通过Adams与Simulink的联合仿真进行验证。结果表明,并联稳定平台在所建立的控制模型的控制下,可以实现快速、精确的位姿调整。     

基于反步法的无人翼伞航迹跟踪控制

为实现无人翼伞飞行器的直线航迹跟踪控制,提出了一种基于模拟对象的可变增益反步跟踪控制方法。基于模拟对象方法得到翼伞飞行器的航迹跟踪误差模型,并针对该模型设计了可变增益反步跟踪控制律,在保证稳定性的同时提高了系统的跟踪精度。将控制器应用于无人翼伞飞行器平面航迹跟踪控制中,仿真实验表明,所设计的控制器可以实现航迹的精确跟踪,且具有很好的鲁棒性。     

Finite-time tracking control and vibration suppression based on the concept of virtual control force for flexible two-link space robot

The dynamic modeling, finite-time trajectory tracking control and vibration suppression of a flexible two-link space robot are studied. Firstly, the dynamic model of the system is established by combining Lagrange method with assumed mode method. In order to ensure that the base attitude and the joints of space robot can reach the desired positions within a limited time, a non-singular fast terminal sliding mode (NFTSM) controller is designed, which realizes the finite-time convergence of the trajectory tracking errors. Subsequently, for the sake of suppressing the vibrations of flexible links, a hybrid tra-jectory based on the concept of the virtual control force is developed, which can reflect the flexible modes and the trajectory tracking errors simultaneously. By modifying the original control scheme, a NFTSM hybrid controller is proposed. The hybrid control scheme can not only realized attitude stabili-zation and trajectory tracking of joints in finite time, but also provide a new method of vibration sup-pression. The simulation results verify the effectiveness of the designed hybrid control strategy.     

高超声速滑翔飞行器变轨段自适应跟踪制导方法

针对高超声速滑翔飞行器变轨段大偏差条件下的标准轨迹跟踪问题,提出一种基于权值矩阵自适应修正的变轨段跟踪制导方法。分析了变轨段主要控制方式和标准轨迹特性;将简化的纵向运动方程在标准轨迹附近线性化;采用将误差项引进线性二次型性能指标加权矩阵的方式,设计了改进的权值自适应修正跟踪制导方法。CAV-H飞行器仿真分析表明,该方法能够实现高超声速滑翔飞行器变轨段高精度自适应跟踪制导,对初始及过程偏差具有良好的鲁棒性。     

临近空间拦截弹最优弹道跟踪制导律

针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程,基于线性二次型调节器理论和高斯伪谱法设计一种跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪,考虑线性二次型跟踪问题,应用最优控制理论推导最优解的充要条件,得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式;基于高斯伪谱法,在离散的勒让德-高斯点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵,求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明,与基于求解矩阵黎卡提方程的方法相比,该方法选取较少的节点即可获得高精度的反馈控制量,且运算效率大幅提高,满足在线实施要求。     

闭环校射中雷达跟踪弹迹的滤波和预测方法

闭环校射武器系统中,要求实时测量弹丸和目标之间的偏差,因此火控雷达要同时完成对弹丸运动和目标运动的跟踪任务,实现对弹丸目标的精确跟踪对火控雷达来说是一个新任务.建立了一种针对此类问题的滤波和预测方法,这种方法充分利用关于弹丸运动规律的已有知识,突破了常规动目标跟踪方法的限制,使滤波和预测误差比常规方法减小数倍,成功地解决了闭环校射武器系统中的一个技术难点.     

用于闭环校射系统雷达跟踪弹丸的弹丸运动模型

以国产某型舰炮为例,结合动目标跟踪理论和外弹道理论,分析研究了弹丸运动的局部变化规律,提出了一种简化的弹丸运动数学模型,适用于闭环校射火炮武器系统火控雷达对弹丸目标的实时跟踪,可以有效地降低弹道滤波和预测的计算量并提高弹道滤波和预测的精度,使之满足武器系统对跟踪精度和处理速度的严格要求,具有重要的工程应用价值.     

基于车辆稳态动力学特性的汽车动态轨迹规划

针对高动态环境下驾驶辅助系统（ADAS）的轨迹规划问题,提出基于车辆稳态动力学特性的动态轨迹规划算法。该算法首先在交通车轨迹预估基础上建立搜索空间,接着利用车辆稳态动力学模型作为轨迹发生器,在搜索空间中对轨迹发生器产生的轨迹进行评价,最后根据驾驶意图和优化条件选择最优轨迹。文章采用基于最优加速度预瞄理论的轨迹跟踪算法,建立了七自由度车辆动力学模型,并在Simulink环境下搭建仿真平台,进行超车仿真实验。实验结果表明,本文提出的算法可行、有效。     

面向移动单摄像机的多目标跟踪算法

针对移动单摄像机采集的视频序列中的运动多目标,重点研究了基于目标间的相对运动信息和数据关联策略的在线多目标自动跟踪器。利用目标间相对运动模型实现目标轨迹的恢复,减少目标轨迹碎片。运用事件匹配算法改进当前帧的检测响应与过去轨迹的分配,并降低跟踪过程中的目标身份转换次数。实验结果表明:该改进算法较原算法能够对序列中目标跟踪定位得更加精确,减少了轨迹碎片和身份转换次听语音 聊科研与作者互动数,在TUD-Campus序列上达到了与国际前沿多目标跟踪算法相当的效果。     

防空导弹反弹道导弹跟踪制导规律研究和弹道仿真

利用基准优化弹道参数和滑模控制思想,构造滑动面,提出了一种新的弹道跟踪制导规律。给出了详细的推导过程,并且对所构造李雅普诺夫函数进行了稳定性证明,还进行了弹道跟踪制导数字仿真,提供了仿真弹道数据和有关弹道参数曲线。结果表明,提出的弹道跟踪制导规律是有效的,可用的。     

基于跟踪精度控制的多传感器管理方法

针对地面机动目标跟踪过程中的多传感器管理问题展开了研究，设计了一种基于跟踪精度控制的多传感器多目标分配方法。首先，在考虑目标与目标之间、目标与传感器之间和传感器与传感器之间等的多种约束条件下运用基于协方差控制的思想建立了多传感器多目标分配问题的优化模型；接着将等价伪量测的异步融合算法与IMM算法结合，计算各目标在不同融合周期的跟踪精度估计值；最后，以目标的跟踪精度需求为出发点，结合蚁群算法的思想，设计了一种求解所建立的多传感器多目标分配问题的优化模型的算法。仿真结果表明：该管理方法能在确保跟踪精度需求的前提下，根据对各目标跟踪任务的重要程度，合理地调度传感器资源。