无人机姿态控制系统的优化设计与仿真

应用线性二次型性能指标的最优控制理论,对无人机姿态控制系统进行了优化设计,通过仿真实现了系统的最优调节。在设计和仿真过程中,借助于MATLAB最优控制工具箱及有关命令,使设计变得简单、效率得到提高。     

基于误差修正模型的自适应递推滤波算法

提出自适应滤波算法是经典Kalman滤波与最小方差自适应控制结合的成果。通过引入一个可变因子,将线性系统的状态转移方程与观测方程合并,然后平滑估计未知白噪声,使原本不相关的估计量被映射在同一线性流型中,由此获得可变因子的最优值。可变因子的最优调节保证了滤波的自适应性。最后通过仿真将此算法与经典的Kalman滤波对同一目标状态进行比较,发现由于误差修正因子的引入,此算法在滤波精度上得到显著提高。     

斜拉桥监测系统传感器位置的寻优

分析了传感器系统尤其是传感器布点位置在桥梁结构健康监测中的重要性,对桥梁结构传感器优化布点作了详细的分类及论述。分析了遗传算法的特点和优点,并将其与传统优化算法作了比较。利用遗传算法研究了宁波招宝山独塔不对称斜拉桥健康监测系统中传感器的最优布点问题。结果表明,用遗传算法进行传感器最优布点具有结果稳定可靠,收敛迅速的特点,能够满足系统的要求。     

考虑形状差异的RFS多目标跟踪性能评估方法

在对随机有限集(Random Finite Set,RFS)多目标跟踪算法进行性能评估时,最优子模式分配距离(Opti-mal Sub-Pattern Assignment,OSPA)及改进形式是最常用的指标.分析了釆用OSPA距离的评估方法存在不完备的情况,考虑到多目标运动过程中组成的几何形状信息,通过引入形状差异度量,提出了一种改进的OSPA距离,并基于傅里叶描述子给出了形状差异度量的计算公式.仿真结果表明,针对部分RFS多目标跟踪性能评估场景,所提的改进方法可以得到更加完备的评估结论.     

单平台纯方位信息的水面编队目标运动要素解算

基于实际背景需求,针对单平台纯方位水面编队目标运动要素解算问题,从可观测性、观测平台机动及解算模型三方面作了探讨.利用线性系统可观测理论,基于伪线性量测方程对编队目标运动要素的可观测性进行了研究,给出了可观测条件.以Fisher信息阵行列式为性能指标,探讨了观测平台最优机动的理论轨线和工程轨线形状.给出了3种编队目标运动要素解算模型,并进行了仿真比较分析.研究结论和仿真结果表明:水下单平台基于纯方位解算编队目标运动要素,自身必须作有效机动,可以采用单目标运动要素解算的最佳机动策略;提出的联合解算模型的效果显著好于已有的两种模型.     

基于BMOPSO的后装保障基地多目标选址方法研究

基于后装保障基地选址多目标特性,提出了保障水平—保障距离阶跃性、保障加权距离等概念,构建了多目标混合整数规划选址模型;针对模型目标函数多、维度大、难以计算等特点,设计了一种二进制多目标粒子群算法(BMOPSO),并进行算法效率分析;结合算例分析了具体选址问题,计算得到了一组帕累托选址方案组合和帕累托前沿.该方法可根据决策者偏好为其提供选址决策参考.     

基于对比度最优的VCO调频非线性误差估计与校正方法

针对VCO调频非线性误差的准确估计与校正问题,提出一种以一维距离像对比度最优为准则的自适应估计与校正方法。本方法建立引入温度变量的VCO频率特性模型,并据此估计出某一温度值对应的调频非线性误差,在对中频回波进行误差补偿和一维脉压后,以一维距离像的对比度最优作为迭代收敛准则,实现调频非线性误差的最优估计与校正。仿真和实测数据结果表明,该方法充分考虑了温度因素对VCO输出频率的影响,能够在不增加硬件复杂度的前提下,通过算法实现对调频非线性误差的估计、跟踪与补偿。与传统基于硬件电路进行估计或校正的方法相比,新方法无需由硬件组成闭环估计通道,且具有实时性强、运算量小、补偿精度高的优点,对于克服实际工程应用中VCO器件的参数漂移问题具有重要指导意义。     

基于最优未知输入观测器的BIT降虚警技术

针对基于模型的机电控制系统BIT中的虚警问题,分析了系统中的信息不确定性和产生虚警的机理,基于最优未知输入观测器方法设计了BIT故障检测诊断系统,该系统对信息不确定性具有较强的鲁棒性,能够充分地抑制虚警。在某机电跟踪与稳定伺服平台BIT系统上进行了试验研究,结果表明机理分析正确,所提方法有效。     

纯方位目标定位的观测者的最优轨迹

纯方位目标定位问题是从一系列噪声方位量测中估计一固定目标的位置,尽管在理论上,即使在没有观测者机动时,此过程亦是可观测的,但是通过适当利用观测者的运动以增加可观测程度可以使得估计性能(例如精度,稳定性和收敛速度)得到很大的提高。本文提出了纯方位固定目标定位的观测者的最优轨迹。这里所介绍的方法是基于使费歇尔信息矩阵(FIM)的行列式最大化,条件是:(例如,目标的防御系统)影响观测者轨迹,状态受限制。用直接最优控制的数值方法,包括最近介绍的微分包含的方法(DI)来求最优控制问题的解。运用熟悉的斯坦斯费尔德和最大似然(ML)估计器进行计算机仿真,结果表明运用观测者的最优轨迹所得到的目标位置的可估计性得到很大的提高     

一类多对二随机格斗中的最优射击策略

射击策略的选择在随机格斗中是一重要战术问题,当一方武器面临多个武器目标时,如何确定射击目标顺序的研究,显然是具有实际意义的。依据发射间隔服从负指数分布的多对一随机格斗中最优策略应满足的条件,推出求解此类多对一格斗最优策略的方法。进而研究了射击间隔服从此类分布的多对二随机格斗中处于劣势一方的射击策略选择问题,得出寻求最优射击策略的一般方法。