航天器在轨防碰撞自主规避策略

论文提出了航天器与空间目标距离较近时的自主规避策略。分析了航天器与目标的相对运动模型,将相对运动分解为视线瞬时旋转平面内的运动与该平面的转动。对视线瞬时平面内的运动进行了分析,推导了航天器的最佳规避方向。探讨了在三维惯性空间中该方向的确定方法。通过仿真分析,对比了航天器具有不同规避加速度和不同探测距离时,通过机动所得脱靶量的大小,验证了航天器近距离自主规避策略的有效性。     

基于力和视觉的机械手未知平面内曲线跟踪

针对工业机械手对未知平面内轨迹的跟踪和恒定接触力控制,给出了一种视觉和力觉混合的伺服控制策略。采用基于双目立体视觉eye-to-hand配置下的图像视觉伺服方法,构建PID控制器,实现对机械手在平行于平面方向上的运动控制。采用力传感器感知末端执行器与环境之间的接触力,采用PI控制器,实现了对末端执行器在垂直方向上的运动控制。在MATLAB环境中,利用机器人工具箱进行仿真实验,实现了对圆形曲线的跟踪控制,实验结果验证了方法的有效性。     

二维弹道修正弹控制特性分析与仿真

旋转稳定弹丸的高速滚转使修正控制过程中的俯仰平面和偏航平面的弹体运动特性存在很强的交联,使得弹丸修正时控制信号与弹丸运动方向有滞后偏差。为解决修正弹控制响应相位滞后,首先从理论上推导出影响控制响应相位角的公式,运用四阶多项式拟合出了控制相位角与马赫数之间的关系。最后通过固定控制角的有控仿真,验证了拟合出控制响应相位角的正确性,并得出在该弹进行弹道修正时,应在上升段采取横向修正,下降段综合修正的结论。     

线性二次型及模型预测控制编队控制研究

多智能体集群作战是未来战场的重要形式。作为集群作战中的关键技术,编队控制有着广泛的应用。以编队控制律为研究目标,选择2种优化控制方法:线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)方法和模型预测控制(model predictive control,MPC)方法。针对圆形编队轨迹,采用二阶动力学模型,基于相似一致性算法,在二维平面上仿真4个智能体绕轨迹中心旋转的编队运动场景,探究2种优化控制方法仿真效果。结果表明模型预测控制相比线性二次型调节器控制收敛速度更快,控制稳定性更高,侧向误差更小。增加侧向加速度补偿之后编队智能体在模型预测控制的作用下,圆形轨迹侧向追踪误差大幅度降低。     

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.     

沉浸式虚拟维修仿真中的穿越处理问题研究

沉浸式虚拟维修环境下,物体间发生穿越的碰撞问题可以分为3类:1点接触,2点接触和3点及3点以上接触。采用改变碰撞物体的运动方向和距离的方式来避免物体间穿越现象的发生。并以实例的方式对其有效性进行了验证。     

Bang-Bang控制方式旋转导弹气动特性数值分析

为研究Bang-Bang控制式鸭舵对旋转导弹气动特性的影响,在CFD软件中采用嵌套网格方法模拟导弹的旋转和鸭舵的偏转,对Bang-Bang控制式旋转导弹在不同攻角、马赫数和转速下的气动特性进行了数值模拟,得到了气动特性变化规律。研究表明,因鸭舵洗流方向的改变,耦合导弹自旋会导致弹体和尾翼的侧向力发生突变。通过与不控鸭舵的旋转导弹进行对比,采用Bang-Bang控制式鸭舵的旋转导弹的周期平均侧向力系数变小,周期平均法向力系数变大。由于侧向力的存在,导弹在一个周期内的合力会偏离竖直方向,合力偏离竖直方向的角度随着马赫数、自旋速率和攻角的增大而减小。     

真比例导引律的降维分析方法

提出了三维真比例导引律的降维分析方法。首先研究视线的运动规律,提出了视线的两种旋转角速度及其计算方法,建立了视线运动方程与新的弹目相对运动方程。其次通过对弹目相对运动的分析,发现在三维空间中存在视线瞬时旋转平面,可以在该平面内构造二维制导律,以应用于三维拦截问题的制导控制。然后将空间真比例导引律不加任何近似与线性化直接引入视线瞬时旋转平面,使其维度从三维降为二维,并对其制导特性进行了分析。最后通过仿真对比分析,验证了真比例导引律降维分析方法的有效性。     

高速自旋导弹直接力控制稳定性研究

研究了作用在质心前部的直接力对于旋转导弹稳定性的影响,建立了直接力作用下旋转导弹的运动模型。基于劳斯稳定判据,给出了使旋转导弹章动稳定和进动稳定的直接力范围的判断方法。仿真结果表明,即使弹体是稳定的,在不同大小的直接力的作用下也会使弹体运动产生章动或者进动,此方法对于直接力在旋转导弹的应用有重要意义。     

多操纵面旋转导弹等效控制性能研究

以多操纵面旋转导弹为控制对象,研究多操纵面作用下的旋转导弹控制机理,给出多操纵面旋转导弹等效控制力推导和论证。通过多操纵面形成的等效控制力特性的研究,给出了多操纵面作用下旋转导弹控制效能的变化。     

宽带单脉冲雷达实测数据三维成像的平面视觉形态表示

针对宽带单脉冲雷达实测数据三维成像结果难以直观表示的问题,研究了平面视觉形态表示方法。所谓平面视觉形态,是指用设想的人眼沿着雷达波束方向观测得到的目标结构向适当平面的投影。为获得波束依赖平面视觉形态表示,给出了从实测数据中计算雷达波束方向的方法并从目标尺寸准确估计的角度分析了获取雷达波束方向的必要性,在确定波束方向的基础上,根据投影平面确定新的坐标系,并给出了从雷达观测坐标系到新坐标系的坐标旋转方法。给出了某民航飞机实测数据三维成像处理结果在雷达观测坐标系中的投影表示和新坐标系中的平面视觉形态表示,通过两种表示的对比分析,显示了平面视觉形态表示对特征提取的价值。     

基于活动轮廓的机器人视觉伺服控制

提出了基于活动轮廓的视觉伺服控制方法。将活动轮廓和光流模型相结合用于运动物体图像的实时跟踪 ,以抽取物体图像的边缘信息 ,并以此信息控制摄像机的运动 ,达到机器人定位、跟踪等目的。该方法跟踪精度高 ,鲁棒性好 ,且满足实时跟踪的要求。实验结果表明了该方法的正确性和有效性。     

基于四元数法的反辐射武器飞行仿真研究

在开发反辐射武器攻击目标的三维飞行仿真系统中或分析处理三维运动数据时,针对传统的运动姿态旋转方法存在计算繁琐、旋转不均匀性及平衡环锁定等局限问题,采用四元数法可以避免这些局限,并且几何意义明确,计算简单。因此,提出在飞行仿真系统中利用四元数法来实现反辐射武器的运动姿态及飞行速度矢量的旋转,在飞行仿真试验中实现了飞行轨迹变化光滑连续的合理效果,仿真结果表明四元数法简化了矢量旋转计算模型,优化了解算性能,能够很好地应用于反辐射武器飞行仿真试验中。     

基于候选轨迹统计模型的红外弱小点目标检测(英文)

建立候选目标轨迹集合,以候选目标轨迹集合为样本空间,利用沿候选轨迹的能量积分构造此空间上的概率分布,从而建立候选轨迹的概率统计模型.以此模型为基础,设计了一种弱小点目标检测方法.通过蒙特卡罗实验方法调节模型参数,使得算法的检测性能达到所提出的指标.该算法规避了以往算法中需要获得解析形式的候选轨迹密度函数的限制,因此能检测出沿任意方向作直线运动的点目标.最后,针对给定的弱小点目标观测图像序列,利用所提出的算法进行检测,仿真结果证明此算法是有效的.     

液压驱动型四足机器人对角小跑步态本体水平位置控制方法

为了对对角小跑中四足机器人本体的水平位置进行控制,建立基于沿支撑线方向运动分解的机器人近似动力学模型,将本体和对角支撑腿简化为一个七连杆结构和一个线性倒立摆,并且基于线性倒立摆解析模型提出摆动腿落足点位置计算方法,进而实现对本体水平位置的控制。针对液压作动器伸缩速度受限的问题,利用单腿冗余关节将关节角速度优化问题转化为标准二次型规划问题,通过设计二次型规划问题解法,降低对摆动腿关节角速度的需求,并且避免了传统伪逆方法可能产生的腿部奇异位型。仿真和实验结果表明:该方法能够实现在关节角速度受限的情况下,有效跟踪本体水平位置的期望轨迹。     

侧向推力对PIF-PAF控制导弹的动力学影响研究

针对Aster导弹在PIF(pilotage inertial enforce)-PAF(puissance an frein)控制中的动力学问题,分析了侧向推力对导弹法向力、俯仰力矩、控制力的影响,建立了PIF-PAF控制导弹的纵向运动模型,采用小扰动线性化方法得到了PIF-PAF控制导弹的纵向扰动运动模型以及短周期运动模型。探讨了PIF-PAF控制提升过载响应时间的原理。解释了Aster导弹采用大面积弹翼、大面积舵面并将弹翼前缘后掠角设计为零的原因。     

旋转运动模糊的盲复原

摘 要:旋转运动模糊图像的盲复原是一个挑战性的课题.提出了一种新颖的模糊参数的估计方法:首先将旋转运动模糊图像分割成子图块,并将各子图块的运动模糊近似为直线模糊,运用基于Hough变换方法和微分自相关方法估算出各子图块的模糊尺度和方向,构成整图的离散旋转运动场.然后利用所得到离散运动场,用最小二乘技术估算出整图的旋转...     

潜艇特殊舾装之五 舵装置

潜艇虽然属于海军舰艇的范畴,但是潜艇的运行方式却与一般的水面舰船有很大的区别。水面舰船的航行仅限于在水面上的两维运动,而潜艇在水下必须进行三维运动。因此,潜艇除了装备水面舰船所具备的用于控制方向的垂直舵(方向舵)之外,还必须装备可以改变潜艇的水下深度以及使潜艇保持在某一深度的水平舵。早期的潜艇上只有一套水平舵,装在潜艇艉部的垂直舵附近。现代的大型潜艇都装备两套水平舵,即艉水平舵和艏水平舵。顾名思义,艉水平舵装在     

侧向推力对PIF-PAF控制导弹的动力学影响研究北大核心

针对Aster导弹在PIF(pilotage inertial enforce)-PAF(puissance an frein)控制中的动力学问题,分析了侧向推力对导弹法向力、俯仰力矩、控制力的影响,建立了PIF-PAF控制导弹的纵向运动模型,采用小扰动线性化方法得到了PIF-PAF控制导弹的纵向扰动运动模型以及短周期运动模型。探讨了PIF-PAF控制提升过载响应时间的原理。解释了Aster导弹采用大面积弹翼、大面积舵面并将弹翼前缘后掠角设计为零的原因。     

风场中平流层飞艇轨迹跟踪的滑模控制方法

为实现平流层飞艇驻空阶段可控飞行，研究环境风场中横侧向轨迹跟踪的滑模控制方法。建立平流层飞艇驻空阶段动力学模型，将动力学方程解耦为纵向运动方程和横侧向运动方程，采用小扰动方法对动力学方程进行线性化；利用滑模控制对外部干扰强鲁棒的特性，设计横侧向轨迹跟踪的滑模控制器；以直线与圆组成的复合轨迹跟踪控制为例，对提出的轨迹控制方法进行仿真验证。仿真结果表明，所提基于滑模的轨迹跟踪控制方法鲁棒性好，在一定范围的风场扰动条件下，可以实现对指令轨迹的有效跟踪控制，响应特性好。