目标跟踪中的多模型估计算法综述

对多模型算法的发展过程进行了回顾和评述,分析了固定结构多模型算法的局限性,介绍了变结构多模型算法的实现方法。     

变结构多模型估计第III部分:模型群切换算法

本文提出了一种称为模型群切换算法(MGS)的通用的变结构多模型(VSMM)估计器.它假设整个模型集合可以用一定数目的模型群来覆盖,每个模型群代表相互间紧密联系的一族系统行为方式或结构,在任何给定时刻,由一个硬决策来决定具体运行的模型群。它是第一种可普遍应用于一大类具有混合(连续或离散)不确定性问题的VSMM估计器。同时,它很容易实现。通过一个简单的失效检测和识别的例子显示当具有与固定结构的交互多模型(FSIMM)估计器相同的性能时,MGS算法可以从本质上减少计算量。     

一种新的机动目标跟踪中的变结构多模型算法

实践证明变结构多模型(VSMM)算法在机动目标跟踪领域有着广阔的应用前景。动态地辨识机动目标的机动参数是提高目标状态估计精度的理想方法。因此,将二者结合,提出了一种新的VSMM算法,即带有修正装置的自适应网格法。算法核心所在是对系统输入量采用了协方差匹配技术来对系统不确定性进行修正,即对系统噪声协方差阵Q的实时辨识上,使滤波器具有高度自适应性。     

炮控系统中基于扩展状态观测器的变结构控制

火炮控制系统中有一类,其作用是在火炮静止的状态下(即非行进间)将火炮身管调转到目标位置。此类系统是大惯量系统,并且存在着较强的外部干扰和非线性环节。为了达到快速、稳定、高精度的控制要求,从实际应用的角度出发,采用了基于扩展状态观测器的变结构控制器。利用扩展状态观测器估计系统中的不确定因素以及高阶变量,将系统简化为积分串联型,基于简化后的模型设计了变结构控制器。此控制器中扩展状态观测器为系统未建模动态提供高频通路,在一定程度上消除了抖振,并且火炮上的实验证明,此控制器相较传统的经典变结构控制器以及工程化PID控制器能取得更好的控制效果。     

基于变结构控制的反鱼雷武器导引律

未来战争中,智能鱼雷对水面舰艇的威胁越来越严重。因此,针对鱼雷的硬杀伤武器(ATT)成为国际上研究的热点。根据对ATT武器的导引方式的研究,结合滑模变结构控制理论,推导出一种以航向角为控制律的导引方式。该控制律克服了基于角速率导引方式的缺点,可适用于主动和被动检测,保证了ATT武器在数据率较低且不固定的情况下,仍能够以较高精度命中目标,因而能更好地适应水中导引的特点。当来袭鱼雷存在机动时,利用主动导引方式,也可以获得较好的拦截效果。仿真表明,该导引律鲁棒性强,攻击弹道平滑,对来袭鱼雷有较高的命中精度。     

防空兵作战能力评估中的变权方法研究

介绍了变权综合的基本原理,给出了三种变权向量及状态变权向量的定义。研究了均衡函数在变权中的应用,讨论了均衡函数的两种基本类型及其条件,分析了实际中常用的两种变权综合模式。通过具体事例比较了变权综合与常权综合的评估效果,并指出了变权综合在防空兵作战能力评估中的重要意义。     

一种新的变步长LMS自适应滤波算法

通过建立步长因子μ与误差信号e之间的非线性关系,提出一种新的基于抽样函数的变步长LMS算法,并进行了计算机仿真.结果表明,该算法除了具有传统LMS算法计算量小、稳定性较好、简单易于实时处理等优点外,其收敛速度、稳定性以及跟踪速度均优于传统固定步长LMS算法抽样函数、SVSLMS算法.     

扩张状态观测器的机动目标跟踪算法

跟踪算法是自动跟踪火控系统的关键.提出了一种新的基于模板匹配的跟踪算法,可应用于实时的跟踪系统.该算法由扩张状态观测器(ESO)和序贯相似性(SSDA)匹配算法组成.首先使用扩张状态观测器,可以预测出目标在下一帧图像中的位置,再使用SSDA算法,在预测位置的邻域内进行搜索从而获得目标的准确位置.基于扩张状态观测器的模板匹配算法减少了搜索位置,提高了算法的效率,同时也克服了传统卡尔曼滤波用于目标预测时需要目标模型已知且滤波时间长的缺点.仿真实验证明该算法可以满足实时性要求.     

比例导引律研究现状及其发展

在研究和分析国内外大量关于比例导引律的研究成果基础上,系统地论述了纯比例导引、理想比例导引、扩展PID型比例导引,变结构比例导引和修正比例导引等改进型比例导引的研究现状.分析了它们的原理、性能及特点,讨论了在理论与实践中的优缺点,对其发展进行了展望,为导弹制导与控制及相关问题研究提供了参考.     

基于高层滑模的导弹电液伺服机构模糊滑模控制

针对导弹电液伺服机构的跟踪控制问题,设计了一种模糊滑模控制方案。将高层滑模函数作为模糊控制系统的一维输入,简化了一般模糊滑模控制系统结构,从而得到具有少量规则的模糊滑模的设计方案。仿真结果表明了该方案可以减小跟踪误差,增强系统的鲁棒性和削弱控制信号中的高频抖振。