伞翼无人机线性自抗扰高度控制

针对伞翼无人机参数不确定性和复杂环境干扰敏感的问题,提出一种伞翼无人机线性自抗扰(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)高度控制方法。建立伞翼无人机8自由度飞行动力学模型,并引入风场和降雨模型以更加准确地模拟真实飞行环境。基于LADRC确定总体控制架构,设计线性扩张状态观测器对所有扰动进行估计,并引入误差反馈率在控制中实时补偿。使用该控制方法在多种扰动工况下进行伞翼无人机高度控制仿真实验。仿真结果表明,基于LADRC的高度控制方法能够有效克服内扰和外扰的影响,实现高精度高度控制;与传统PID控制效果相比,LADRC控制器具有更好的抗扰能力和鲁棒性。     

小水线面双体船横摇阻尼特性数值与试验研究

针对安装稳定鳍的小水线面双体船开展了零速静水自由横摇衰减数值与试验研究。通过不确定度分析验证数值计算方法的可靠性,进而对比船体的线性横摇阻尼和非线性横摇阻尼,并分析摩擦阻尼和稳定鳍对小水线面双体船横摇恢复力矩的影响规律。结果表明:由数值计算求得的自由横摇衰减曲线与试验结果吻合良好;在线性横摇运动假设下,线性横摇阻尼系数随着初始横倾角的增加而增大;将通过数值计算求得的非线性阻尼系数代入到非线性横摇运动方程中能准确地模拟船体的自由横摇衰减运动;摩擦阻尼和稳定鳍对小水线面双体船零速静水自由横摇时的横摇恢复力矩贡献很小。     

结合层次法与主成分分析特征变换的宫颈细胞识别

对宫颈细胞进行多分类可以自动识别出不同状态的细胞,进而为宫颈癌诊断提供科学依据。在用6种多分类算法进行实验后,选取支持向量机作为基分类器,先用一对一策略训练6个分类器进行3分类,然后再训练1个2分类器,这种二层4分类方法提高了识别准确率。考虑不同层特征模式的差异性,在保证识别性能的同时,每层分类前先采用主成分分析法将原始154维特征变换到低维空间,去除冗余特征,加快识别速度。实验证明,所提层次主成分分析法在宫颈细胞分类中相比6种传统多分类方法有更高的识别准确率,可达90%以上;识别速度也较普通层次法提升了21.31%。     

多管火箭武器储运发射箱长期储存蠕变性能预测

为探究火箭武器储运发射箱长期储存的蠕变性能,制备复合材料层压板并开展单轴拉伸蠕变试验,获得了单向纤维复合材料主方向的蠕变本构模型参数。采用有限元方法并借助用户自定义材料子程序建立储运发射箱长期储存蠕变的数值分析模型,预测了堆码储存15年后底层发射箱的蠕变变形。以储存后的发射箱作为初始状态建立弹管耦合发射动力学仿真计算模型,进一步分析蠕变对火箭弹发射过程的影响。仿真结果表明:蠕变引起的定向器平行度和发射箱底面平面度的变化均小于技术指标规定值,定向器束的最大残余变形在三维空间内呈马鞍状分布,上、下两行中间位置定向器的变形最大,左、右两列中间位置定向器的变形最小。定向器蠕变变形使得弹管间隙减小,火箭弹在管内运动使弹管之间的动态接触碰撞力增大,离轨速度降低。     

基于整车虚拟道路行驶试验的车辆零部件疲劳分析

针对现有车辆零部件精确疲劳分析依赖成本高昂的实车试验的问题,提出了一种利用整车虚拟样机仿真分析零部件疲劳寿命的方法。该方法通过在ADAMS/CAR中用整车虚拟样机在虚拟道路模型上进行行驶试验,利用多体系统动力学基于模态坐标的求解特点,使用模态应力恢复技术准确还原出了用于零部件疲劳寿命分析的载荷历程。将该方法应用于某车辆双横臂前悬中的下控制臂,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。应用结果表明,该方法可作为汽车设计过程与测试过程中的有效试验手段。     

大型卫星地面站故障诊断的增强分层有向图方法

为了解决传统分层有向图模型在卫星地面站故障诊断面临的问题,提出了基于增强分层有向图模型的故障诊断方法。在建模过程中,考虑到卫星地面站故障征兆多、建模复杂,依据各设备工作状态的故障传播方式合并同类节点,以减小模型规模;同时,在模型中加入节点有效性使能函数,克服传统分层有向图模型中设备主备切换导致系统结构发生改变时需要重新建模的问题。在故障诊断推理过程中,采用反向回溯和正向推理相结合的方法减小故障源搜索空间,并基于各节点被搜索次数给出故障概率,提高诊断效率。以北斗卫星无线电测定业务地面站为例对单故障和多故障报警场景下的故障诊断方法进行了验证。结果表明,基于增强分层有向图模型的故障诊断方法可以提高故障诊断的准确率和全面性。     

超空泡航行体深度跟踪串级控制策略

针对空泡与航行体之间非线性滑行力导致的超空泡航行体稳定性问题,提出了基于圆判据理论和Nelder-Mead算法的超空泡航行体深度跟踪串级控制方法。介绍了超空泡航行体数学模型以及圆判据定理基础知识。结合模型特性推导了超空泡航行体串级误差状态方程,利用圆判据定理研究了内环绝对稳定性。通过Nelder-Mead算法对内环反馈参数进一步优化。仿真分析结果表明：所提控制方法便于反馈参数整定,可以充分利用超空泡航行体的控制量实现深度跟踪。     

基于粒子群优化的稀疏分解最优匹配原子搜索算法

信号的稀疏分解能得到信号的稀疏表示形式,便于进一步处理,但其计算非常复杂,是一个NP问题.粒子群优化是群体智能优化算法,算法简单,易于实现,且搜索效果好.把粒子群优化算法用于稀疏分解的最优匹配原子的搜索,能降低稀疏分解复杂度,同时减少稀疏分解的超完备字典对存储空间的占用,以提高用稀疏分解理论进行信号处理的计算效率,满足或接近实时性的要求.实验证明,此方法切实可行.     

攻击主动防御飞行器的微分对策制导律

基于微分对策理论设计了躲避护卫弹的同时攻击飞行器的制导律。根据传统的性能指标推导了该场景的微分对策制导律,并且根据权重系数的取值定义了三种制导律:最优追赶制导律、逃脱-追赶制导律和复合制导律。最优追赶制导律容易被护卫弹拦截,逃脱-追赶制导律容易造成导弹和飞行器的零控脱靶量急剧增大而使得攻击失败,复合制导律很难选择合适的权重系数。针对以上不足,提出了两种改进的制导律,并对该两种制导律的适用情况进行了分析。通过非线性模型仿真,验证了这两种方法的可行性。该两种制导律目的性强,攻击导弹可以躲避护卫弹进而攻击飞行器。     

一种基于Euler Spiral的缺失边界修复算法

在总结分析相关工作的基础上,提出了一种基于Euler Spiral修复认知轮廓中缺失边界的算法。该算法首先通过活动轮廓模型进行认知轮廓的初始定位,将视觉的预测性插值问题转化为中间插值问题,然后结合取向估计和Euler Spiral修复缺失的轮廓边界,取代了活动轮廓模型的迭代优化过程。对典型认知轮廓图形和遥感图像的实验结果验证了算法的有效性。