无人机自主控制应用需求及研究发展分析

随着无人机装备的快速普及,自主控制技术越来越成为提高无人机系统生存能力、适应能力和任务完成能力的重要因素。通过对无人机实战场景和使用需求的分析,提出近期对自主控制技术应用的重要需求是提高无人机感知能力和对故障及飞行状态的适应性。分析了当前自主控制技术在外部态势、内部态势和适应性飞行控制方面的研究和应用现状。最后,根据对应用需求的分析和当前相关技术的发展应用情况的考察,提出了无人机适应性自主控制的技术框架。     

胶泥缓冲器的非线性阻尼的控制机理研究

为了改善履带车辆悬挂系统在各种路面的平顺性,对悬挂系统匹配了一款具有非线性特性的粘弹性胶泥缓冲器。为了定量地研究胶泥缓冲器的非线性阻尼控制机理,建立了非线性悬挂系统的动力学方程,将非线性时滞动力系统的随机最优控制规律应用于履带车辆悬挂系统,建立了车辆垂直振动加速度与车速、路况与阻尼比之间的数学关系,从理论上推导出了最佳阻尼比。最后,对履带车辆在F级和G级路面上进行了仿真分析来验证胶泥缓冲器的非线性阻尼的变化规律,结果表明,在0.07~0.18范围内调控阻尼比,可以使车体垂直振动加速度最小。该研究工作为胶泥缓冲器的优化设计和胶泥材料的配方提供了理论指导。     

基于VxWorks双核应用的导弹火控系统软件设计方法

针对单核应用的火控系统软件多任务设计架构在提升性能和扩展功能方面存在的不足,提出了一种将目前的火控系统软件多任务设计架构以较少的设计更改即实现双核应用的方法,实现了基于VxWorks双核应用的火控系统软件设计架构,该方法已经在某型导弹武器系统中得到了应用,验证结果表明该方法效果良好,软件运行稳定可靠,极大地提升了火控系统扩展功能和性能的水平。提出的方法对于将单核应用转移到双核应用或开发新的双核应用均具有一定的参考意义和实用价值。     

无人机系统控制站操作容错控制技术

通过对国内外无人机系统控制站操作容错技术发展现状及大量实际飞行操作经验的总结和分析研究,明确了现阶段无人机控制站操作容错控制技术主要涵盖了操作软件容错、控制站面板容错和操作界面布局容错等三个维度的核心问题。并从设计依据和原则入手,提出了无人机系统控制站操作容错设计的要求,分别针对软件容错设计、面板容错设计、操作界面容错布局要求进行了分析,可为无人机控制站操作容错设计提供有益参考。     

高功率微波车辆迫停的效应机理分析

通过分析车辆电子控制单元输出的点火开关和燃油喷射信号波形在高功率微波辐射条件下的演变过程,阐明了高功率微波致使车辆发动机熄火的原因。研究结果表明,电子控制单元受到微波辐射扰乱后,点火开关信号发生意外丢失,燃油喷射信号脉冲重复周期迅速缩短,造成发动机气缸内喷入过量燃油,火花塞无法点燃油气混合物,迫使发动机转速下降甚至熄火。通过分析车辆发动机的点火系统工作原理,提出了根据监测车体辐射电磁信号获取车辆易受攻击的敏感频段的试验思路。     

基于系统动力学的协同决策模型性能分析

为探索信息化作战中指挥控制关键因素,提出改进作战指挥体制的对策措施,采用系统动力学理论,对协同决策的结构、参与者和信息反馈关系等关键因素进行了分析,在此基础上构建了基于系统动力学的协同决策模型并进行了模拟仿真。结果表明,增加指挥控制机构之间的信息共享可以有效提升协同决策的效率,为建立协同决策指挥控制体制提供了借鉴意义。     

基于空间几何关系的反交会规避机动方法研究

针对具有自主接近能力的航天器开展了反交会规避机动方法研究。首先,建立了仅测角相对导航模型,对完全不可观测机动进行定义,基于空间几何关系推导并证明了完全不可观测机动是不存在的。随后,以施加规避机动后追踪器对逃逸器的测量值与未机动时的差异为优化目标,利用矢量乘积原理设计目标函数,建立优化模型并对变量约束进行分析,随后采用遗传算法对最优规避机动方向进行优化。给出的仿真算例结果表明,提出的规避机动方向计算方法能够使目标函数值达到最小,从而提升追踪器对逃逸器的状态估计难度,降低其估计精度。本文方法为规避机动问题研究提供了一种新的视角,可为以主动接近航天器这类新对象进行的规避研究提供有益借鉴。     

通用扩张状态观测器鲁棒飞行控制方法

针对存在参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。首先基于状态相关的Riccati方程（SDRE）控制方法,对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;而后引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设计干扰补偿增益,实现对外界干扰的估计与补偿;最后通过在线解算状态相关矩阵及代数黎卡提方程,得出状态反馈增益与干扰补偿增益,实现对飞行器期望攻角的跟踪控制。通过与已有方法进行对比,验证了本文所提方法不仅对系统模型不确定性与外界干扰具有较强鲁棒性,而且在较大测量噪声情况下,其依然能够保证良好的跟踪控制效果,具有较强的工程应用价值。     

基于VR与PNN相结合的机电液控制系统故障诊断方法

针对大型复杂机电液控制系统故障诊断中存在的数学模型获取困难、历史故障数据匮乏问题,提出了一种将虚拟样机与概率神经网络相结合的故障诊断混合方法。建立系统的虚拟样机,并对其可信性进行校核与验证。在此基础上进行大量随机性故障植入与仿真实验,获取故障仿真数据。经过特征提取与概率神经网络模式识别训练,形成用于诊断的知识库,从而实现故障诊断。以操舵系统作为研究案例,得到了较高的故障检测和隔离精度与较低的虚警及漏警率,验证了该方法的可行性,为大型复杂机电液控制系统故障诊断提供新的思路。     

65 nm工艺双层三维静态存储器的软错误分析与评估

新兴的三维静态存储器将代替二维静态存储器被广泛用于高性能微处理器中,但它依然会受到软错误的危害。为了能够快速、自动分析多层管芯堆叠结构的三维静态存储器软错误特性,搭建了三维静态存储器软错误分析平台。利用该平台对以字线划分设计的三维静态存储器和同等规模的二维静态存储器分别进行软错误分析,并对分析结果进行对比。研究结果表明二维和三维静态存储器的翻转截面几乎相同,但三维静态存储器单个字中发生的软错误要比二维静态存储器更严重,导致难以使用纠检错技术对其进行加固。静态模式下二维和三维静态存储器敏感节点均分布于存储阵列中,表明静态模式下逻辑电路不会引发软错误。