2014, 46(5):1-5. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.001
摘要:针对多智能体编队控制中的无碰撞、稳定队形保持和智能调整等问题,提出一种将人工势场和虚拟领航者相结合的多智能体编队控制方法.首先,利用人工势场定义智能体之间的相互作用力和期望距离;其次,由虚拟领航者固定智能体之间的方位角,并通过增加虚拟领航者的数量和分布位置在人工势场中控制群组的队形和指挥群组的运动;最后,利用系统的动能和人工势能构造的李亚普诺夫函数证明了多智能体编队系统的稳定性.仿真实验结果验证了本文提出算法的有效性,可实现无碰撞、稳定地保持和调整智能体系统的编队队形.
2014, 46(5):6-10. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.002
摘要:针对在轨服务航天器对目标器进行全方位监测和抢修要求,根据速度脉冲转移算法进行了在轨服务航天器任意轨道的主动绕飞. 文中将绕飞轨道周期分为N份,在每份时间内采用速度脉冲转移算法实现预定位置点间位置转移,进而完成整个预定轨道绕飞. 接着进行了算法的误差分析,给出了实际选择最少脉冲数的方法以满足预定轨道制导精度. 最后进行任意轨道主动绕飞的数学仿真. 仿真结果表明该制导算法较常规算法节省能量,能有效地完成任意轨道的主动绕飞.
李明明 , 方勃 , 谭立军 , 张洁洁 , 唐冶 , 黄文虎
2014, 46(5):11-17. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.003
摘要:为提高主被动混合压电网络的振动控制频带,结合主被动混合压电网络和被动约束层阻尼结构各自的优点,提出了一种压电混合约束层阻尼结构用于悬臂梁结构的振动控制.利用复剪切模量模型描述粘弹性材料的力学特性,运用Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导压电混合约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型.在此基础上,采用速度反馈控制策略设计主动控制器,并对系统的开环和闭环特性进行数值分析.分析结果表明,与主被动混合压电网络相比,压电混合约束层阻尼结构具有更显著的振动控制性能和更宽的振动控制频带.而且这种压电混合约束层阻尼结构可以很容易地推广到对其他结构的振动控制.
李阳 , 朱春波 , 宋凯 , 魏国 , 逯仁贵 , 徐石明
2014, 46(5):18-22. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.004
摘要:为了提高无线电能传输高频时的高效传输能力,结合谐振式无线电能传输系统基本结构,采用单管E类功率放大器作为系统驱动源,对驱动源的负载阻抗特性及影响负载网络的因素进行了分析;提出了针对无线传能系统的E类功率放大器负载网络参数调节方法;在软开关条件下计算了负载网络最佳匹配参数;通过调整开关管占空比的方式验证负载网络变化对软开关状态及系统效率的影响.结果表明,通过驱动源样机的制作以及负载网络参数调整测试,实现了在1 MHz频率下78 W功率的输出,系统效率达到76.5%.
郭尧 , 朱春波 , 宋凯 , 魏国 , 逯仁贵 , 徐石明
2014, 46(5):23-27,80. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.005
摘要:为了增加磁耦合谐振式无线电能传输系统中发射/接收线圈的自感量以及二者间的耦合系数,提高系统的传输功率和效率,提出利用高磁导率平板磁芯绕制发射/接收线圈的方案.对传输系统进行耦合电路建模,通过电路微分方程给出传输系统相关参数的数学表达式,设计并优化了系统实验平台,研究了加入平板磁芯后系统耦合系数的变化,工作频率对传输的影响,发射与接收的移位传输以及系统的功率传输特性.实现了距离10 cm以上,功率1.85 kW的无线电能传输,系统整体传输效率达到80%以上.平板磁芯耦合机构体积小,在较大水平移位(25%)情况下实现了稳定高效传输.
2014, 46(5):40-45. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.007
摘要:为充分发挥螺栓连接层合板结构的力学潜能,构建宏-细观多尺度数值方法,从细观组分材料性能出发准确地预测结构的失效载荷,模拟局部损伤的产生、扩展过程,指导结构设计.基于有限元软件ABAQUS提供的用户自定义子程序(USDFLD),引入改进的单胞模型(GMC模型),建立考虑细观组分材料损伤/失效的宏-细观多尺度数值分析模型,模拟预报螺栓连接层合板结构在双剪切载荷作用下的损伤模式及挤压强度,模型的预报结果与文献及实验结果吻合较好,充分证明模型的预报能力.利用该模型进一步分析试件的几何尺寸对结构损伤模式及挤压强度的影响.结果表明:结构宽度与孔径比尺寸的变化对结构的损伤模式及挤压强度均有影响,且对挤压强度的影响较大,在结构的设计过程中应给予充分的考虑.
2014, 46(5):46-50. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.008
摘要:为提高复合材料桁架成型几何精度和杆件连接效率,提出一种一体化成型的复合材料桁架制备方法,同时设计了杆件固定工装,通过胶接薄壳、缠绕纤维束和包裹织物实现杆件连接,制备过程表明该制备方法操作性强、稳定性好,制备桁架几何精度高;通过3点弯曲实验和有限元仿真分析了桁架的弯曲承载性能.结果表明:杆件连接效率高,桁架比弯曲刚度高;基于简化模型的有限元模拟方法计算效率高,结果可靠,可用于桁架弯曲刚度的表征.
2014, 46(5):51-58. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.009
摘要:为全面系统地了解软件测试过程中与可靠性相关的重要过程的研究现状和最新发展,对测试资源和成本的管理,以及最优发布技术问题进行了深入研究.首先将研究问题划分为4类,剖析了测试资源分配与控制,成本模型和最优发布基本内容,给出了其公式化的形式化描述和内在关系;然后从软件体系结构建模、测试过程建模、非线性最优化与仿真求解3个方面进行了技术分类评述.进一步将研究内容从5个方面进行归一化分类,并对选取的典型模型进行了归类比较总结.最后,指出了进一步研究发展的主要问题. 研究分析表明,测试资源分配与成本管控和最优发布策略中,考虑到软件体系结构特征和不完美排错模型,向多目标融合方向发展,并与可靠性评估相关是后续研究的研究.
2014, 46(5):59-65. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.010
摘要:为解决GPS/INS组合导航的数据融合问题中卡尔曼滤波器因噪声统计特性会发生变化而性能严重退化的问题,针对组合导航的系统模型提出并推导了一种基于变分贝叶斯学习的自适应卡尔曼滤波算法.该方法从概率角度将系统状态与噪声的统计矩一起作为待估计的随机变量,在每次递推地对状态进行估计之前,用变分贝叶斯学习迭代逼近得到噪声的后验分布.仿真结果证明: 在组合导航系统中,该自适应算法能够较好地跟踪变化的噪声方差,并对速度、位置等系统状态进行估计.
2014, 46(5):66-72. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.011
摘要:针对无人飞行器在未知复杂环境下的导航问题,提出了一种基于双目立体视觉的无人飞行器位置和姿态估计算法.用双目摄像机采集立体图像序列,对图像进行立体校正后使用Harris算法提取特征角点,用NCC算法获取匹配特征点,导出摄像机坐标系下的特征点坐标,得到三维立体特征信息,使用RANSAC算法与L-M迭代算法得到无人飞行器姿态和位置估计值.实验结果表明,基于双目立体视觉的位姿估计算法能适应未知环境变化,计算结果与实际位姿量相比误差小,能满足无人飞行器导航要求,可为无人飞行器的导航实现提供一套新途径.
2014, 46(5):73-80. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.012
摘要:基于3-RSR并联机构,应用平行四边形机构缩放技术提出一种双模式双三角锥滚动机构.该机构在一般位置状态和奇异位置状态分别具有折叠模式和移动模式.在折叠模式下,仅通过一个自由度即可完成折叠功能,用以减少其存放或运输时所占的空间,同时为其提供隐蔽能力;在移动模式下,机构展开且处于奇异位置,通过3个自由度来进行移动和转向.对自由度及其变化原因进行分析,规划了驱动配置方案.计算缩放比,根据机构的运动方式,规划了滚动步态并进行运动仿真.制作了一台样机,验证了机构变形方式与滚动功能的可行性.
2014, 46(5):81-86. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.013
摘要:针对新一代压缩编码标准H.264/AVC所使用的新编码技术在网络传输时误码对视频质量的影响,提出一种无参考的H.264/AVC网络视频的丢包失真评估方法.首先对信道误码引起的视频失真进行了分析,然后确定H.264/AVC编码新特性对空时域误码传播及误码掩盖的影响,进而提出一种无参考的H.264/AVC网络视频的丢包失真评估方法.该方法计算复杂度低,适合对实时传输的视频进行质量监控.实验结果表明,使用该方法得到视频序列的MSE(mean square error)与使用全参考视频质量评估方法得到视频序列的MSE具有很好的一致性,相关性超过0.85.
2014, 46(5):87-94. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.014
摘要:为解决面向工业实时控制的无线传感器网络在性能和能量效率的平衡问题,提出了一种能效模型的量化评价和优化设计方案.该方案通过引入反馈控制的思想,运用层次分析法构建基于服务质量约束的能效模型评价方法,采用加权和的综合量化指标权重计算服务的可用性;在此基础上,给出了基于效用函数的优化模型并设计了一种多度量目标优化算法.仿真结果表明,该方法能对网络协议进行调整优化满足有限能量条件下的服务质量约束,保证数据传输可靠,降低能量消耗,延长网络生存时间.
2014, 46(5):95-100. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.015
摘要:为了减少由疲劳驾驶而引起的交通事故,提出了一种基于非接触式的驾驶员疲劳驾驶检测方法.利用摄像头对驾驶员的面部图像进行采集,经过图像前处理,采用在线识别的方法对驾驶员的面部特征进行识别,获取其疲劳状态;硬件采用DSP系列的TMS320DM642作为核心处理器,在判定驾驶员疲劳之后发出报警.实验结果表明,使用脉冲耦合神经网络方法对图像进行增强与在线识别,可以有效地确定人脸与人眼区域,主控芯片TMS320DM642的运算处理能力满足系统的要求,摄像头焦距为8 mm时,系统有效检测距离为30~150 cm.脉冲耦合神经网络方法对于驾驶员疲劳状态检测可靠性较高,合理地选择硬件平台以及系统的安装位置对检测效果有重要的影响.
2014, 46(5):101-106. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.016
摘要:为发挥有限资源的最大效用,在供应链弹性构建的过程中,寻找出弹性瓶颈,确定弹性指标优化顺序至关重要.在综合考虑木桶理论与效价理论结合的基础上,提出了一套供应链弹性综合优化路径选择的方法和模型,并给出了实例分析.结果表明, 该优化路径选择方法在简单优化距离上不但考虑了决策者的偏好,而且还考虑了各个指标因素间相互影响的作用使得优化路径选择结果更加符合实际,这为供应链弹性优化指标顺序选择问题提供了参考,具有可行性.
2014, 46(5):107-112. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.017
摘要:用虚拟等价系统理论统一分析基于任意控制策略和任意参数估计算法的自校正控制系统的稳定性和收敛性.对于各种被控对象(确定、随机、最小相位、非最小相位),只要控制策略满足常规条件,即控制策略对参数估计得到的模型构成稳定闭环系统,则自校正控制系统当采用适当低阶模型,参数估计不收敛时也有可能稳定和收敛,参数估计的取代条件为有界、慢时变以及参数估计误差为相对无穷小量(相对于回归向量范数).
2014, 46(5):113-119. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.018
摘要:为揭示多传感器观测数据的正态分布态势,实现对源于异类目标的跟踪,提出一种新的多传感器航迹起始算法,本算法主要特点是初始聚类中心的自适应选取以及对逻辑估计法的起始夹角修正.估计算法中采用不相似性度量阈值的角度衡量方法,同时还结合聚类数目自适应归纳及初始聚类中心的推演逼近,从而使单传感器的航迹起始估计算法可以应用于多传感器的航迹起始根据;然后对聚类后的数据采用修正的逻辑航迹起始算法起始目标航迹.蒙特卡洛估计表明,新的自适应K-means聚类估计区分呈团状分布的不同目标的能力好,且通过估计算法得到的目标非常接近真实目标位置.经过自适应聚类处理后的目标航迹起始估计可有效滤除杂波干扰,降低虚警概率,能够获得较好的多传感器航迹起始.
2014, 46(5):120-124. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.019
摘要:为了研究繁忙机场时刻资源紧张导致航班延误、机场使用效率降低问题,探讨了高峰时段收取拥挤费用对机场航班需求的影响,并在考虑直达航班和联程中转航班不同特点的基础上,建立了机场时刻管理多用户双层规划模型,得到各时段、各类航班的航班量和拥挤收费费率.算例分析显示,优化后各时段航班量的波动性和平均延误时间均有所降低.
2014, 46(5):125-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.05.020
摘要:为探索资源产权制度和有偿使用制度的实现机制,以无线电频谱为例,依据一阶密封拍卖原理,通过建立运营商在无线电频谱拍卖过程中的不完全信息竞价模型,分析运营商的投标数量、竞价成功概率等因素对于运营商最优报价的影响以及中标者数量对运营商期望利润函数的影响,并求解模型得出运营商报价的一般表达式. 分析表明,将拍卖机制运用于无线电频谱资源分配,既充分体现频谱资源的经济价值,又有利于频谱资源的有效配置,同时是在运营商利润最大化前提下的优化决策.
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