基于TCP协议的远程控制系统网络时延仿真研究

为了能够在同一网络环境下对远程控制系统进行研究,使用结构数组对网络时延进行了仿真。将数据报的信息存放在与其网络时延相对应的结构数组元素中,在每个采样点系统只使用结构数组相应元素中的信息,实现对网络时延的仿真。在基于时间驱动工作方式的控制系统中,可以采用这样的方法进行网络时延仿真。     

现场总线周期信号的实时调度算法

对基金会现场总线FF(foundation fieldbus)集中式介质访问控制方式中的周期信号所采用的总线调度算法进行了分析,并提出了改进算法.该算法首先对每个子节点总线占用时间进行分割,通过增加average判断环节使得微周期分配更加均匀;然后,采用最终节点自动调度环节减少了最终节点的调度次数,节省了系统开销,并利用改进算法制定了调度表,提出了调度表验证公式,搭建了实验平台模拟总线调度;最后,通过实际案例对比分析了原算法与改进算法的使用特点.结果表明:改进算法生成的调度表具有更大的调度范围和更高的时间利用率.     

地域通信网骨干节点组播协议研究

针对指挥控制系统网络化协同作战中地域通信网骨干节点信息传输需求,设计了一种地域通信网骨干节点网络拓扑架构,并进行了基于组播协议骨干节点的仿真分析。仿真结果表明,PIM-SM组播协议满足网络化协同作战带宽需求,对未来在地域通信网架构下构建网络化协同作战系统具有应用价值。     

分布式探测系统的时延估计和稳定性分析

分布式探测系统实现了探测控制系统的分布化和网络化,但由于网络信息传输时延的存在,使得信息传输实时性受到诸多条件的影响。为此,在分析分布式探测系统时延特性的基础上,利用MATLAB/Truetime工具箱实现系统的建模仿真,针对不同网络延时、丢包、干扰等情况对系统稳定性能进行了对比分析。仿真结果表明:网络时延增大是影响系统稳定性能的主要因素,仿真流程对于网络探测的硬件系统构成和通信协议设计具有指导性意义。     

神经网络自适应自动驾驶仪设计及其在AUV路径跟踪中的应用

针对AUV三维路径跟踪过程中的自动驾驶仪设计问题,根据时标分离原理将AUV路径跟踪自动驾驶仪系统即姿态稳定回路划分成快、慢回路.采用神经网络H∞鲁棒自适应控制算法分别设计了自动驾驶仪快、慢回路的控制器,用Lyapunov穗定性理论对系统进行了穗定性分析.仿真结果表明:路径跟踪控制系统具有良好的动态性能.     

基于虚拟飞行仿真的导弹控制系统设计

根据风洞虚拟飞行仿真系统的特点以及试验要求,设计了用于风洞虚拟飞行仿真的模型导弹的俯仰、偏航和滚转通道控制系统。导弹俯仰通道采用了迎角指令控制的三回路闭环控制结构,滚转通道采用了滚转姿态角指令控制的两回路闭环控制结构,而偏航通道采用液压驱动机构来开环控制侧滑角。利用极点配置法设计了俯仰和滚转通道的控制增益。最后通过数字仿真对所设计的控制系统进行了仿真验证。从数字仿真结果可以看出,无论是时域还是频域,所设计的俯仰和滚转通道闭环控制系统均能满足风洞虚拟飞行仿真的要求。     

SpaceFibre星载数据网络低延时确定性调度算法

针对超高速SpaceFibre星载网络中多源数据传输的确定性和实时性应用需求,提出一种分类细粒度低延时确定性调度算法。该算法基于差异化调度策略的思想,将数据流划分为三类。为实现网络资源的细粒度分配,引入扩展时隙。该算法采用无冲突均匀调度方法,降低了数据包的平均排队延时。为适应有效载荷组网的航天应用场景,该算法兼顾网络拓扑结构生成调度方案。为验证算法有效性,在OPNET仿真平台下利用自定义建模技术搭建网络仿真模型。仿真结果表明:相比优先权调度和无冲突连续调度机制,该算法实现了时间敏感数据流的确定性传输;随着时隙数目的增加,网络的延时性能和抗抖动性能显著提升,吞吐量性能得到保证;该算法具有一定的航天工程实用价值。     

一种用于SpaceWire网络的混合路由机制设计*

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,本文基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量；动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。最后在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

SpaceWire网络混合路由机制设计

针对星上系统总线多元性导致的星载网络接口和协议不能标准化的发展瓶颈,基于SpaceWire总线协议,通过将静态路由(时间触发)与动态路由(事件触发)机制结合,实现了控制数据和载荷数据共用网络。静态路由完全遵循SpaceWire-D协议,在保证确定性传输的同时,通过启发式调度算法首次实现了多时间窗并行调度,并提出利用最大公约数法设计时间窗,以提高网络吞吐量;动态路由通过对随机事件和载荷数据分配优先级,实现传输路径冲突时对紧急任务的优先处理。在OPENT中搭建网络系统仿真模型,对所提出的路由机制进行了仿真。实验结果表明,静态路由时段网络吞吐量较现有调度算法有明显提高,动态路由实现了紧急事件优先传输。     

高速SpaceFibre总线节点的系统设计

为了实现SpaceFibre总线节点的高效数据传输,针对网络协议中关键问题和技术提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的SpaceFibre总线节点系统设计方案。其中,采用了轮询仲裁算法,解决了多路虚拟通道中流量控制字的申请冲突;设计了基于服务质量机制的高效处理状态机,实现了多路虚拟通道的服务质量调度;提出了一种并行的分区存储架构和重发控制算法,实现了基于错误检测隔离恢复机制的错误恢复;采用了不同的数据并行处理方案,实现了多种数据格式的循环冗余校验和伪随机序列的计算。通过ModelSim仿真平台对节点系统进行功能仿真,并在Virtex-6 FPGA上完成了系统验证。结果表明,该设计实现了SpaceFibre总线节点的功能,串行传输速度可达3.125 Gbit/s,能够满足高速数据传输需求。     

国外潜航器水下隐蔽导航定位方法探析

针对潜航器自主惯性导航误差随时间不断增大的问题，研究了基于运载器、信标中继、海底固定基站的国外潜航器的典型导航定位方法。通过水声通信方式，运载器、信标中继站将其卫星精确定位数据发送至潜航器，或海底固定基站接收到潜航器发射唤醒信号后，量测相关信息并发至潜航器。潜航器被动接收水声通信数据，并对其进行综合处理，实现潜航器在水下隐蔽工作模式下对自身位置的实时修正，提高潜航器导航定位精度，具备较强的工程可实现性。     

基于CAN总线的车辆控制系统设计与实现

CAN总线作为一种国际现场总线标准,被广泛地应用于车辆系统中.在介绍CAN总线的特点、帧结构的基础上,给出了基于CAN总线的车辆控制系统的最小系统节点电原理图及CAN总线通信协议的实现过程.经过台架和实车试验,验证了系统设计的正确性和可靠性.     

凹障碍超宽带SAR图像特征分析

野外环境下的凹障碍感知一直是地面无人作战平台环境感知面临的难题,长期以来常规传感器,例如立体视觉、红外相机和激光雷达,都没有取得好的效果。超宽带合成孔径雷达作为一种全天时、全天候的高分辨率雷达,在目标感知方面得到了广泛的运用。基于超宽带合成孔径雷达感知凹障碍是一种有效的感知手段,阐述了凹障碍的雷达成像几何,利用MATLAB模拟仿真合成孔径雷达数据获得了凹障碍图像,分析得出了凹障碍在雷达图像表现出由阴影区和光亮区紧密相连的特征,并通过实测数据成像获得的凹障碍图像结果,对凹障碍雷达图像特征进行了进一步的验证。     

复杂海战场环境下AUV全局路径规划方法

针对无人自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)在复杂海战场环境中路径规划时环境模型复杂、约束条件多的情况,建立了包括战场地形、敌方威胁、障碍物和海流场等在内的比较完善的海战场环境模型。以AUV航行时间、威胁时间最短为优化目标,给出了一种基于振荡型入侵野草优化(Invasive Weeds Optimization, IWO)算法的AUV全局路径规划方法,并分别与标准IWO算法、全振荡型IWO算法以及粒子群算法等三种路径规划算法比较。仿真结果表明,所提方法具有较强的寻优能力和鲁棒性,可在复杂海战场环境下为AUV高效地规划出满足性能要求的航行路径。     

有人/无人战斗机协同空战模式及能力需求分析

针对未来空战的特点对有人/无人战斗机协同空战的作战模式及能力需求进行了研究.从信息链到武器链时空过渡的角度分析了有人/无人机协同空战的作战优势;提出了两种典型的有人/无人机协同空战方式,并给出了作战过程描述及功能结构分析;基于“观测-评估-决策-执行”指挥控制环分析了有人/无人机协同空战的指挥控制流程;基于协同空战的任务需求提出各参与平台的能力需求.此研究对有人/无人机协同空战的发展具有一定的指导意义.     

军用无人机技术智能化发展及应用

军用无人机作为收集战场信息和军事打击的新兴手段和工具,以其机动灵活、战场生存能力强等独特优势,能够方便快速地获取战场态势,极大地弥补了传统作战方式和侦查手段的短板和不足。智能无人系统的发展可能会引领军事领域的重大变革甚至改变战争形态。文章介绍了无人机技术在军事领域中的发展和应用现状,并从飞行控制、火控系统、任务规划以及无人机集群等方面浅析了军用无人机技术智能化发展方向。     

战车火控仿真评估系统仿真控制与测试分系统设计

战车火控仿真评估系统是为适应新装备的预研与研制、现装备的技术改造、部队的技术保障需要而产生的,这一系统是综合有火控系统、指控系统和电子综合化系统的半实物仿真与性能评估试验平台,而其中的仿真控制与测试分系统又是重要组成部分,起着仿真控制、数据处理、传输等重要作用.在分析仿真控制与测试分系统功能的基础上,确定了仿真控制与测试分系统基于CAN总线的分布式设计方案.     

多约束条件下无人机航路规划动态评价方法

针对多约束条件的无人机航路规划评价方法缺乏合理性和动态特性的问题,提出了基于无人机六自由度模型的飞行仿真动态评价方法。分析了无人机航路规划的约束条件和影响航路评价的因素,基于某型无人机六自由度飞行动力学模型和飞行控制系统模型建立了无人机飞行仿真系统模型,将航路规划与评价进行有机结合进而进行航路评价方法软件的设计,通过对无人机沿规划航路的仿真飞行参数进行动态特性分析,以更接近真实情况的仿真手段对多约束条件下的航路规划效果进行评价。结果表明,该方法形象直观的实现了对无人机规划航路的动态综合评价,满足工程需求。     

水域无人系统平台自主航行及协同控制研究进展

水域无人系统平台是指可通过远程遥控、无人驾驶、自主航行等方式达成任务的一类平台,涵盖无人船艇及其所配备的无人机、自主水下机器人等.自主航行及协同控制理论技术水平是水域无人系统平台的核心所在,已成为船舶与海洋工程及水上交通等领域的热点研究方向.为掌握水域无人系统平台的自主航行及协同控制方面的发展动态和趋势,综述了水域无人...     

基于CPSO算法的海空跨域无人航行器集群协同作业路径规划

针对海空跨域无人航行器集群在复杂水域环境下协同作业以追踪水下目标的任务,提出一种基于协同粒子群(CPSO)的协同作业路径规划算法.考虑不同无人航行器集群特性优势,合理分解并分配远距离追踪水下目标任务过程,并利用CPSO算法进行路径规划.在CPSO算法中,首先为无人机(UAVs)集群规划飞行路径,UAV飞行过程中探测水面...