欠驱动无人艇自适应滑模航迹跟踪控制

为便于航迹跟踪控制器设计和分析,引入坐标变换,建立典型的欠驱动无人艇数学模型;建立以航迹上自由点为原点的Serret-Frenet坐标系,实现对航迹跟踪误差变量的描述;通过将航迹参数的更新律作为一附加控制输入,实现了无人艇航迹跟踪控制系统由欠驱动向全驱动控制的转变,并利用改进视线导引算法实现了对无人艇位置的跟踪控制;考虑海流等外界扰动的影响,采用滑模自适应技术分别设计了无人艇航向和航速控制算法,实现了对航向角、纵向速度跟踪误差的镇定;基于李雅普诺夫理论和级联系统理论证明了航迹跟踪控制系统的一致半全局指数和一致全局渐进稳定性。仿真结果表明:所提出的控制算法可在一定程度上处理海流等外界扰动,跟踪效果良好,并且克服了角速度持续激励问题,能够同时实现对直线和曲线航迹的跟踪。     

LDO稳压器敏感度建模与仿真技术

基于LDO稳压器在电磁干扰（EMI）下产生直流偏移失效的机理分析,展开敏感度建模与仿真方法研究。使用一款实验芯片,创新地引入片上电压传感器,用于测试EMI在LDO稳压器内部的传播特性。在敏感度建模中,建立等效电路模型,通过直流功能测试,Z参数阻抗特性测试验证模型的正确性,将该模型用于LDO稳压器的敏感度预测。在敏感度仿真过程中,通过分析关键子电路和不断增加寄生元件,仿真不同寄生因素对敏感度影响的权重。将仿真结果与传导直接注入法（DPI）片上测试结果对比,仿真结果与DPI测试在频域1MHz至1GHz匹配。     

适用于海底观测网络的恒流远供系统可靠性分析方法

以水下单元的短路/开路故障模式为基础,提出一种分析缆系海底观测网络恒流远供系统可靠性的方法。根据系统供电和结构特性,将系统分成不同的供电链路和链路段。详细研究处于不同位置的各种水下单元发生故障时,对链路和观测设备的供电状态的影响。归纳导致系统和各链路无法正常导通、观测设备无法得到供电的状态情况,分析不同故障状态发生的概率,进而得出求解系统、供电链路与供电设备的供电可靠度的方法。通过算例分析,进一步梳理了3种供电可靠性的共性规律,说明在设计和建设恒流远供系统时,应综合考量这3种供电可靠性。     

并联放电等离子体合成射流激励器工作特性

等离子体合成射流激励器凭借射流速度高、工作频带宽、响应迅速等优势在高速流场主动流动控制领域具有良好的应用前景。为了克服单个激励器控制能力弱、控制范围窄的缺点,开展了并联放电等离子体合成射流激励器的研究,搭建了最多支持三路并联放电的微秒脉冲电源。测试结果表明,电源在空载及负载条件下可以实现1000 Hz稳定放电。随着放电电容的增大,放电电能的提高,等离子体电弧的温度升高,激励器腔体内气体被加热得更剧烈,产生的射流速度增大。随着工作频率的提高,激励器的击穿电压降低,放电电能减小,射流速度减小。通过对触发信号的调制,可以实现每个激励器的独立控制,使得并联式激励器具有更强的流动控制灵活性。试验结果显示,激励器工作相位与触发相位具有较好的对应关系。     

正交频分复用水声通信自适应调制算法

分析预估信道长度对信道估计算法的影响规律,提出利用水声通信均衡恢复信号统计量对信道估计质量评估的方法。通过信道长度自适应修正机制,实现对未知水声信道的高精度估计。针对水声信道造成的正交频分复用子载波特性差异,基于信道估计结果,提出在码元总速率、能量约束条件下,各个正交频分复用子载波速率、功率优化分配的自适应调制算法。与传统的等功率、速率分配算法相比,新算法能够显著提升水声通信系统的误码率性能,通过仿真和实地试验,验证了研究内容的有效性。     

平流层飞艇强迫对流特性数值仿真分析

强迫对流换热特性对平流层飞艇热状态有重要影响。以平流层飞艇流线型封闭囊体为研究对象,基于囊体内部纯导热传热的假设,采用计算流体力学方法建立平流层飞艇外部流场三维数值模型,对飞艇外部强迫对流换热特性进行仿真分析,得到了不同太阳照射角度、风速和攻角条件下的飞艇表面温度分布和内部平均温度变化规律,为平流层飞艇热状态预测和热控设计提供参考依据。     

激光焦点控制磁力驱动的控制特性实验对比分析

为了满足激光焦点控制系统的位置和速度响应要求,设计了一种轴向放置、轴向磁化的环形永磁体自复位的3自由度激光焦点磁力驱动微动平台。根据该微动平台的结构进行力学分析并建立动力学方程,在此基础上进行微动平台的比例、积分、微分控制实验和鲁棒控制实验。通过两种不同控制策略的对比分析,结果表明,两种控制策略都能实现微动平台的稳定驱动,但是在比例、积分、微分控制策略下,响应速度更好,在鲁棒控制策略下,抗干扰能力更好。     

运用改进正交匹配追踪算法精确估计跳频信号跳变时刻

现有方法得到的跳变时刻精度不高、抗干扰能力较弱,为此提出一种运用改进正交匹配追踪算法的跳变时刻精确估计方法。根据跳频信号原理建立跳变时刻估计的稀疏表示模型,用改进正交匹配追踪算法求解该模型,获取跳变时刻。理论分析和仿真结果证明该方法能够获取高精度的跳变时刻,估计性能方面优于现有算法。     

溅板式层板喷注单元燃烧特性数值分析

为了获得喷注单元结构参数对喷注器燃烧特性的影响规律,利用数值分析方法对单喷嘴溅板式层板喷注单元气-气燃烧特性进行研究,考察燃烧室特征长度及出口层喷嘴宽度对气氧/甲烷流动及燃烧特性的影响。在求解气-气燃烧流场方面,采用带化学反应的湍流N-S方程进行描述,其中化学动力学反应模型采用简化的单步9组分模型。研究结果表明:燃烧室特征长度的增大有利于特征速度效率的增加;该条件下采用溅板式层板喷注单元所对应的燃烧室特征长度约为600 mm。对比分析发现,出口层喷嘴宽度取0.15 mm时,水组分摩尔分数与热力计算值差别最大;当其值取1.05 mm时,燃烧室头部区域截面温度上升最快,取0.45 mm时上升最慢。总的来说,出口层喷嘴宽度取0.75 mm时,燃烧长度最短,燃烧效率最大。     

适应低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统

针对云计算应用在单兵作战系统场景下业务处理时延高、服务质量无法保障的问题,提出一种基于可穿戴计算的分布式单兵作战信息系统。利用士兵身上的可穿戴智能设备构建本地计算层,在作战地点就近处理计算数据,提供给士兵本地的信息处理与融合能力,并采用广义扩散负载均衡算法平衡各设备负载,降低业务处理时延;同时利用分布式计算的容错能力增强系统的可靠性。仿真结果表明,基于可穿戴设备的分布式本地网络架构能有效地降低作战任务的处理时延,同时增强系统的可靠性。