常值海流作用下多自主水下航行器编队控制

研究了常值海流作用下自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的编队控制问题.控制器设计分为两部分:一部分综合应用Lyapunov方法和Backstepping技术设计了单体AUV路径跟踪动力学控制律,保证了路径跟踪误差在常值海流作用下的全局渐进稳定;另一部分为路径参数一致性协同跟踪控制器,保证在仅有一个或一部分AUV获取虚拟领航AUV路径参数更新速度情形下能对其进行协同跟踪.从理论上证明了整个闭环系统的稳定性.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

用于目标跟踪无线传感器网络的动态分簇算法

针对跟踪精度和网络能耗的问题,提出了一种用于目标跟踪无线传感器网络的基于预测的动态分簇算法.把目标运动过程看作是高斯马尔可夫过程,根据目标历史轨迹,估计下一时刻位置坐标和运动速度,然后基于估计结果优化选择分簇的簇头和簇成员,形成一个动态分簇来实现目标跟踪.仿真结果表明:该算法使目标跟踪有较好的跟踪精度,能有效均衡网络能耗,延长网络寿命.     

基于航路点跟踪的AUV回收控制

针对军事侦察和海洋观测领域中对自主水下航行器(AUV)自主回收能力的需求,研究了AUV自主回收中的航路点跟踪控制问题.在海流干扰作用下,设计航路点规划跟踪路径,然后运用自适应滑模方法设计AUV的动力学控制规律.采用横向跟踪控制算法,使AUV精确地沿着规划的运动路径进入回收器中.仿真结果表明,所设计的控制规律是有效的,AUV能较好地完成航路点的跟踪任务,并最终到达回收器中实现了对接.     

基于信息损失最小的预警卫星传感器调度模型

科学合理地调度预警卫星传感器资源是提高弹道导弹预警作战效能的重要手段.在预警卫星传感器资源(主要是凝视探测器)有限而进攻弹道导弹目标数量较多时,利用最小信息损失准则,将传感器调度问题转化为最优访问路径问题进行建模研究,满足了导弹预警资源调度的需要,仿真结果验证了模型的可靠性和可用性.     

动态点对点通信天线的自动控制研究

在相对运动平台的点对点通信中,天线如何快速、准确地进行跟踪对准是接收高质量通信信号的保证.针对于动态点对点通信中定向天线对准难的问题,提出了一种基于坐标跟踪法和信号跟踪法的联合天线跟踪控制法,并对此方法进行了系统的软、硬件设计.通过精度分析和试验得出该方法对准精度高,系统易于实现,能够满足微波通信天线对准工程实现中的快与准的要求.     

卫星导航弱信号的变维卡尔曼滤波跟踪算法

复杂环境下的多普勒频移变化及信号功率衰减均会造成载波跟踪偏差较大甚至失锁,针对标准卡尔曼滤波算法跟踪机动目标时不能同时满足高动态及高灵敏度要求的问题,提出一种基于变维卡尔曼滤波的载波跟踪算法。引入机动和非机动两种载波跟踪模型,通过机动检测因子监视载波动态变化,实时高效地切换载波跟踪模型,从而实现对载波机动和非机动状态的自适应跟踪,抑制机动改变引起的较大误差突跳。理论分析和仿真结果表明,该算法在低至30d BHz弱信号环境下,相比基于标准卡尔曼滤波的跟踪算法,其在目标动态突变时相位跟踪误差减小约37.5%,频率跟踪误差减小约77%。     

无人机风梯度滑翔过程中能量变化

风梯度滑翔是一种能够使飞行器从飞行环境中获取能量的飞行方式。在已建立的飞行器动力学模型的基础上,分析了无人机在已知的梯度风场中一个滑翔周期内的能量变化过程。采取分段解析的方法,将一个风梯度滑翔周期分为4个阶段进行分析,即逆风爬升、高空转弯、顺风下滑和低空转弯,其中高空转弯为整个滑翔周期内的关键阶段。采用三维空间路径结合二维平面投影的计算方法,详细分析了无人机在高空转弯过程中的运动方程和能量转化方程,同时分析了影响飞行器从梯度风场中获取能量以及梯度风场中由于空气阻力导致飞行器能量损失的相关参数,为无人机最大程度地从梯度风场中获取能量,同时减少自身能源损耗提供了理论指导,并且根据理论建模进行了仿真分析,得出了逆风爬升和高空转弯的初期是获取能量主要阶段的结论,对指导无动力滑翔有很大的意义。     

Optimal FCFS allocation rules for periodic‐review assemble‐to‐order systems

In Assemble‐To‐Order (ATO) systems, situations may arise in which customer demand must be backlogged due to a shortage of some components, leaving available stock of other components unused. Such unused component stock is called remnant stock. Remnant stock is a consequence of both component ordering decisions and decisions regarding allocation of components to end‐product demand. In this article, we examine periodic‐review ATO systems under linear holding and backlogging costs with a component installation stock policy and a First‐Come‐First‐Served (FCFS) allocation policy. We show that the FCFS allocation policy decouples the problem of optimal component allocation over time into deterministic period‐by‐period optimal component allocation problems. We denote the optimal allocation of components to end‐product demand as multimatching. We solve the multi‐matching problem by an iterative algorithm. In addition, an approximation scheme for the joint replenishment and allocation optimization problem with both upper and lower bounds is proposed. Numerical experiments for base‐stock component replenishment policies show that under optimal base‐stock policies and optimal allocation, remnant stock holding costs must be taken into account. Finally, joint optimization incorporating optimal FCFS component allocation is valuable because it provides a benchmark against which heuristic methods can be compared. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 158–169, 2015     

The dynamic and stochastic knapsack Problem with homogeneous‐sized items and postponement options

This article generalizes the dynamic and stochastic knapsack problem by allowing the decision‐maker to postpone the accept/reject decision for an item and maintain a queue of waiting items to be considered later. Postponed decisions are penalized with delay costs, while idle capacity incurs a holding cost. This generalization addresses applications where requests of scarce resources can be delayed, for example, dispatching in logistics and allocation of funding to investments. We model the problem as a Markov decision process and analyze it through dynamic programming. We show that the optimal policy with homogeneous‐sized items possesses a bithreshold structure, despite the high dimensionality of the decision space. Finally, the value (or price) of postponement is illustrated through numerical examples. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 267–292, 2015     

多弹种快速供弹系统设计

在研究国内外供弹系统的基础上,借鉴它们的可取之处,通过机构上的综合和创新来建立一个有效的、可行的方案模型,确定供弹系统的结构形式与布置方式,对其进行详细设计,并在Solidworks中建立供弹系统的实体模型。完成了方案的总体结构布置和时序设计。对弹鼓进行了结构和运动规律设计,完成了弹丸的运动过程分析,运用ADAMS对模型进行了仿真验证。为提高舰炮的射速和供弹系统的自动化以及多弹种快速转换能力提供了新的思路与构想。