临近空间高超声速目标跟踪方法研究?

临近空间高超声速目标跟踪技术研究在空天防御系统中具有重要军事意义和理论价值。本文综述了临近空间高超声速目标跟踪中的目标运动建模、目标跟踪算法等研究内容的研究进展,并对其存在的问题进行了深入分析。针对这类目标跟踪存在的问题,结合临近空间高超声速目标探测跟踪需求,指出了临近空间高超声速目标跟踪技术的研究思路,为相关研究提供了参考。     

高超声速飞行器保预设性能的反演控制方法

为了解决高超声速飞行器纵向运动模型的稳定轨迹控制问题,设计了一种在非仿射模型基础上保证预设性能的反演控制方法。对于速度子系统,直接设计非仿射控制律,保证预设性能,通过合理的变换将高度子系统转化为严格的反馈形式,便于反演控制步骤的设计。基于动态性能和稳态精度,设计了预设性能函数,将跟踪误差的稳定性限制在预设范围内,引入指令滤波器,有效克服了传统反演控制中虚拟信号重复推导的问题。控制器的设计不依赖于精确的模型。引入径向基函数来逼近过程中的未知函数,使得控制律具有令人满意的鲁棒性和实用性。基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了所有闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该控制器能够稳定地跟踪参考信号。     

考虑禁飞区的高超声速飞行器再入跟踪控制

为确立高超声速飞行器再入精确模型,参考NASA的研究数据对动力学方程中的气动参数进行拟合。基于飞行器结构的相关性质及战略应用背景,加入热流密度、动压、过载和禁飞区等参考约束的限制,融合成强非线性、复杂耦合的最优控制问题。采用改进自适应伪谱法求解模型所构建的微分方程组,通过设置自适应网格细化与配点,使单位时间内状态变量和控制变量波动过大的时间区间被进一步细划,并利用SNOPT求解器解算出符合条件的最优轨迹。设计闭环控制器,实现对最优轨迹的姿态变化的跟踪,测试系统的性能并进行评估。仿真结果表明:整个再入过程中,飞行器速度下降过程偏于平稳,再入轨迹可以满足约束条件,在避开禁飞区的同时取得最大横向航程;三通道角速度收敛可控,对姿态的跟踪较理想,控制器基本可以实现精确调姿。     

高超声速飞行器前缘流-热-固一体化计算

针对高超声速流动气动加热与结构传热的复杂耦合问题,探索和研究基于有限体积法的高超声速流-热-固一体化求解方法,将流场与结构温度场进行统一建模与数值模拟。该方法避开了传统气动加热和结构传热耦合求解方法在时间域内进行流场与结构温度场耦合交替迭代计算所带来的大量数据交换与计算,将流场与结构温度场作为一个物理场,采用统一的控制方程进行求解。采用典型高超声速绕流二维圆管稳态或非稳态流-热-固耦合算例对该一体化方法进行验证,稳态时圆管驻点温度最高达到648 K,非稳态时的热流密度和结构温度与参考文献和实验值吻合较好,由此证明了该方法的可靠性和正确性。与耦合计算方法的对比分析结果表明:该一体化求解方法所得计算结果更接近实验值,并且计算量和网格依赖性都相对较小,具有更好的稳定性和计算精度,能为高超声速飞行器一体化热防护设计提供有效的理论和技术支撑。     

某新型远程AUV的视景建模及可视化仿真研究

在某新型远程自主水下航行器（AUV）的几何空间坐标方程和运动学数学模型的基础上,根据该新型AUV的组成和物理特性完成其在虚拟场景中的三维模型构建。该模型不仅可以准确反映AUV的各项物理参数和真实尺寸,而且可以在数学仿真的同时实现模型仿真的可视化,更加直观、生动和实时地反映AUV的位姿状态以及巡航、悬停和目标跟踪等过程。     

高压细水雾灭火系统在地铁车辆中的应用

基于城市轨道交通车辆火灾危险性分析,给出了地铁车辆自动灭火系统设计的基本要求,借鉴欧洲地铁车辆消防的先进经验,提出了高压细水雾灭火系统解决方案,开创性地提出将地铁车辆和车站高压细水雾灭火系统进行整合,实现资源共享,以提高整个地铁系统的防灾救援能力。     

基于EON Studio 5.0的装甲车辆发动机虚拟维修关键技术研究

以某型坦克发动机为研究对象,基于虚拟现实工具软件EON Studio 5.0,对装甲车辆发动机虚拟维修训练系统涉及的关键技术——三维建模、虚拟维修场景生成、人机交互等进行了研究,为建立装甲车辆发动机虚拟维修训练系统提供技术支持。     

基于混合算法的局部路径规划

人工势场法是一种常用的具有算法简单和便于实时控制的局部路径规划方法,但存在容易产生局部极小值的问题。基于模糊逻辑的局部路径规划法具有环境适应性强等优点,它在连续论域内采用模糊路径规划时,计算量比较大。提出了一种将人工势场法和模糊逻辑法相结合进行局部路径规划的混合算法。具体方法是在一般情况下采用人工势场法进行局部路径规划,当产生局部极小值时,采用模糊逻辑法进行局部路径规划。仿真结果表明,该方法能有效地解决局部极小值问题,给智能车规划出光滑的路径。     

装甲车辆驾驶员虚拟人体运动控制

在介绍虚拟人体层次模型的基础上,对虚拟人体运动学方法进行了分析,根据装甲车辆驾驶舱作业空间人机适应性分析的特点,提出了相应的虚拟人体控制策略,在自行开发的软件中验证了其有效性。     

基于理想解法的空中加油机驻地分配选择

一体化联合作战条件下,跨战区、跨军兵种实施空中加油将更加频繁,空中加油机驻地分配选择对空中加油任务的实施有重要影响。分析了影响空中加油机驻地分配选择的主要因素,以此确定决策指标,这是一个多指标综合评价问题。基于理想解法的原理和方法,构建了空中加油机驻地分配选择决策的数学模型。通过示例分析表明,该方法计算简单,较好地解决了空中加油机驻地分配选择问题,并可在此基础上做进一步研究,为实际应用中解决类似问题提供了一种新思路。