摘要:提出一种新型混合辨识算法HIA,以解决传统T-S模型辨识方法中所存在的不完全优化问题,如FCM与最小二乘法相结合的辨识方法就存在这样的问题.HIA通过将FCM、和声搜索算法以及最小二乘法相结合,并引入了误差反馈机制,以实现对所有参数的整体优化,并避免陷入局部极小点.论文将HIA应用到陀螺稳定平台的T-S模型辨识中,通过与传统辨识方法比较MSE值可以看出,HIA能够获得更高的辨识精度.这表明,对于实际的非线性系统,HIA能够有效解决传统辨识方法的不完全优化问题.

摘要:研究了有界干扰力矩作用下航天器姿态跟踪的几乎干扰解耦控制问题.采用修正罗德里格参数(MRP)作为航天器的姿态描述.利用非线性系统中的微分几何理论,通过反馈线性化方法设计跟踪控制器,使得在实现姿态跟踪的同时,实现了对系统的几乎干扰解耦控制,即在L2增益意义下实现了从干扰到跟踪误差的影响任意小,并通过Lyapunov方法证明了干扰对跟踪误差的L2增益可以通过调节相关参数实现任意减小,同时保证了姿态跟踪误差系统是全局一致最终有界稳定的.最后进行数学仿真研究,验证了所设计的几乎干扰解耦控制器的可行性和有效性.

摘要:为提高卫星系统的可靠性,研究了基于观测器的卫星姿态控制系统执行机构故障诊断问题.考虑卫星姿态控制系统的不确定性及外界干扰,设计一种鲁棒自适应滑模观测器,采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件,保证了观测器的存在,利用设计的观测器对执行机构的故障进行重构从而达到故障诊断的目的.建立卫星闭环姿态控制系统模型并对算法进行数学仿真,仿真结果验证了方法的有效性.

摘要:提出一种基于SRIF滤波器的小天体探测器绕飞轨道及目标天体参数确定方法.考虑绕飞小天体初期待估参数多、动力学环境复杂等特点,利用SRIF滤波器对组合导航数据进行处理,对探测器绕飞轨道以及目标天体引力场模型、自旋状态、星历信息等动力学参数进行估计.利用Eros433的观测数据进行数学仿真表明,本文给出的方法能够有效地计算绕飞轨道和确定目标天体的物理参数.

摘要:对某型号卫星桌面联试平台中的数据接口设计与实现进行研究.首先,结合工程需求设计以实时仿真机和星载计算机为中心的桌面联试平台总体结构,并描述平台中各部件之间的接口关系.然后,针对平台中实时仿真机的组成、xPC Target接口编程,接口采样时间,双精度浮点数的接口编码以及CAN总线应用层协议的制定等问题进行研究.最后,通过测试分析验证数据接口方案的有效性与实用性.

摘要:通过复变函数论的方法,对Ⅲ型裂纹的2个动态扩展问题进行研究.本文提出了裂纹动态扩展的1个新的力学模型,即裂纹坐标原点分别受增加载荷Px/t、Pt3/x2的作用,采用自相似函数的方法将所讨论问题迅速转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了该模型的应力、位移和应力强度因子的解析解.利用这些解并采用叠加原理,即可求得任意复杂问题的解.

摘要:为了给水下机器人提供一种高速、高效、高机动性、高隐蔽性的推进器,研制了一种采用形状记忆合金丝驱动的模仿乌贼喷射推进原理的仿生喷射推进器.对乌贼的喷射推进机理和乌贼外套膜肌肉结构进行了分析.在适当简化的基础上,模仿乌贼外套膜的肌肉结构设计了记忆合金丝驱动的仿生喷射推进器结构,建立了推进器的几何模型.对推进器样机进行了初步性能实验.实验结果表明:仿生喷射推进器径向收缩均匀,能较好地模仿乌贼外套膜的柔性收缩运动,最大收缩应变8.8%,最高游速58 mm/s.该推进器结构简单,动作柔性好,游动无噪声,为研制仿生机器乌贼奠定了基础.

摘要:为将陀螺结构引入到闭环驱动电路的仿真系统中,建立了与微机械陀螺结构等价的电学模型.微机械陀螺闭环驱动电路基于电荷泵锁相环技术,用低噪声跨阻放大器代替传统的电荷放大器实现I-V转换,有效避免了电荷放大器在实现I-V转换时所产生的随陀螺固有频率变化而变化的相位误差.用基于CCCII+技术的有源电阻代替无源电阻,大大降低了电路的噪声,并且提高了电路的集成度.仿真结果表明,微机械陀螺结构的固有频率为2.7 kHz,陀螺结构在驱动方向位移的相位滞后于驱动方向驱动力相位90°;在50μA的偏置电流下,有源电阻阻值为250 kΩ,在工作频率下的噪声为0.037 fV2/Hz,大大低于无源电阻的噪声.闭环接口电路实现了在陀螺固有频率下的自激振荡.

摘要:针对新型煤矿救援机器人头部单元的特殊运动(位姿调整),提出了一种基于空间分割和遗传算法相结合的新方法求解其逆运动学.该方法能以最小的转动代价实现期望的位姿,有利于保持机器人稳定.采用二次空间分割法,解决了遗传算法搜索空间大,难以收敛到全局最优解的问题.仿真实验结果表明,采用新的逆运动学算法得出的位姿误差较小,而且关节角更加接近真实值,满足新型煤矿救援机器人头部单元的运动要求.

摘要:为了满足地面试验中运动目标位姿参数视觉测量系统的研制需求,基于单目视觉原理设计了大视场条件下实际平面上特征光斑的精确空间定位方法.建立了特征光斑的成像模型,给出了实际平面对特征光斑空间位置的约束,进而提出了特征光斑的单目视觉空间定位方法,并依据实际平面的特点设计了高阶曲面型、分块平面型和分块曲面型等三种类型实际平面上特征光斑空间定位的具体实现方法.所提方法可以满足8 000 mm×8 000 mm视场范围内特征光斑的空间定位需求,相对定位误差小于1/10 000.

摘要:针对传统液压驱动主动质量驱动系统(AMD)装置复杂、体积大、能源利用效率低等缺点,提出了采用直驱容控电液伺服作动器(DAMD)驱动的AMD控制系统.分别建立了直驱容控电液驱动系统的电动机控制、液压动力机构和液压执行机构等子系统的数学模型,进一步建立直驱容控电液伺服作动器的数学模型;以某实际工程的试验样机为标准,进行参数优化及匹配计算,设计并加工了DAMD控制系统;对DAMD控制系统进行了性能试验.试验结果表明,直驱式系统本身动态特性较低,其根本原因是泵控动力机构的动态特性不高.DAMD控制系统在一定范围内可以代替传统的液压驱动AMD控制系统,实现对高耸、大跨等长周期结构振动的主动控制.

摘要:为了研究轮轨接触过程中发生的自激振动现象对轮轨曲线啸叫噪声的影响,建立了轮轨横向接触系统的单自由度动力学方程,采用基于De Beer模型的改进的新型摩擦系数模型计算了轮轨接触面上的摩擦力变化,用相平面法分析了动、静摩擦系数以及横向蠕滑率对该自激振动系统的稳定性影响.计算结果表明:不稳定的轮轨自激振动会激发车轮的若干模态产生啸叫噪声;轮轨接触系统的结构阻尼大于因摩擦力变化而引起的等效阻尼,轮轨间横向蠕滑率小于0.002 4可以使该系统保持稳定,抑制啸叫噪声.

摘要:研究可倾瓦轴承瓦块摆动几何关系,基于分离变量法建立了有限长轴承油膜压力模型及瓦块力矩平衡方程,获得瓦块摆角与轴承参数之间的函数关系;以瓦块包角为80°、支点偏移量为0.5的四瓦块可倾瓦轴承为研究对象,计算分析其瓦块的摆动特性.理论推导表明,瓦块静平衡摆角只与瓦块结构参数、轴颈相对瓦块偏心率、间隙比有关,而与轴颈转速、油膜粘度等无关;数值仿真结果表明,当瓦块结构参数一定时,瓦块静平衡摆角随原始偏心率增大呈先增大后减小趋势,随轴承间隙比增大呈线性增加趋势.研究结果为建立工程实用的可倾瓦轴承非线性油膜力模型提供理论依据.

摘要:为了解决传统"窄带、远场"分辨率计算公式不再适用于超宽带极窄脉冲(IR-UWB)近距离实孔径成像系统的问题,提出了一种新的分辨率的计算方法.通过对IR-UWB近距离成像原理的分析,推导了单天线在距离向及横向分辨率的解析表达式,结合图像重建过程中信号叠加原理,提出了一种实孔径均匀线阵分辨率的计算方法.通过对理想点目标成像结果的数值仿真,验证了该分辨率计算方法的正确性.

摘要:为反映航天器系统涉及的多学科交互作用下的控制特性,开发了包含机械、电气、控制、软件等的多领域统一建模与仿真平台.该平台包含姿控软件、飞轮系统(电机及其驱动器、轴承摩擦、飞轮机构等)、磁力矩器、姿态敏感器、姿态动力学、轨道动力学、环境力矩等不同领域的模块,各模块由Modelica语言实现,有机集成一体.对两种典型的姿态控制模式——姿态建立及姿态机动的仿真表明,利用该仿真平台不但可分析整个系统的闭环控制性能,还可评估各领域部件对整体性能的影响.在航天器研制的各个阶段(方案、子系统、系统等)充分使用该平台,可实现多学科设计优化的目标.

摘要:为了将液压混合动力技术应用于飞机牵引车,按照飞机牵引车的性能要求,对动力系统的主要参数进行了优化匹配,用数学建模方法对优化结果进行仿真分析;根据再生储能制动需求,设计制动控制系统结构和工作策略;针对受参数摄动影响显著的制动工况,进行双液压蓄能器储能制动配置方式的对比分析,得出最佳工作模式;设计神经网络模糊PID控制器,并在液压混合动力车辆模拟试验台进行性能测试,验证了控制算法的有效性.

摘要:为了提高静液传动混合动力车辆的燃油经济性,在Matlab/Simulink平台上建立了整车动态性能仿真分析模型,建立逻辑门限控制策略参数优化的有约束非线性规划模型,以燃油消耗率为优化目标,以发动机主动充压转矩差值和主动充压压力限值为优化对象,运用多目标遗传优化算法,在不同的循环工况下对静液传动混合动力系统工作模式的选择和能量的分配进行了优化,找到了一组全局最优的控制策略参数.仿真结果表明:优化后的控制策略参数可使发动机更多地在燃油经济性较好的区域工作,提高整车的燃油经济性.将该方法用于离线参数优化,可以大大缩短控制器的实车标定时间.

摘要:针对目前再生制动静态分配控制策略存在的问题,提出了基于复合制动系统结构的行车状态参数估计算法,并利用建立的硬件在环仿真环境仿真验证了算法对参数估计的效果.提出了基于行车状态估计的最高能量回收控制策略优化算法,仿真分析了算法优化前后的控制过程和效果.硬件在环仿真数据表明,优化后的策略有效提高了能量回收效率,防止了车轮的提前抱死.

摘要:为了解决基于分包算法的在线逆向组合多属性拍卖中供应商决策支持问题,通过对供应商投标行为的分析,以供应商收益最大化为目标,提出了基于计量经济学分包算法的分包确定模型以及供应商投标策略模型.通过算例演示表明,该方法可以有效地提高供应商的收益、降低拍卖过程中信息不对称所带来的负面影响.

摘要:为了解决目前海防战术导弹批生产抽样检验中以导弹命中概率为主要检验指标,导致检验指标与检验目的不符、不能对生产质量一致性进行检验的问题,提出了以飞行可靠度为批生产抽样检验主检验指标,研究基于指数分布下飞行可靠度的批生产抽样检验,并给出抽样检验方案、一致性检验和批生产抽样检验的验收准则.模拟计算结果表明,在同等条件下,该方案比原方案检验效率更高,试验样本更少,证实了方法的可行性和有效性.

摘要:针对采用双差模型无法克服双差观测量的强相关性这一问题,以观测量不相关的单差模型为基础,提出一种可递归处理的定姿算法.该方法用码观测量辅助载波相位观测值,增加了信息量,通过递归估计模糊度浮点解及其方差协方差矩阵,从而可以利用LAMBDA算法估计整周模糊度.该算法计算量较小,且具有数值稳定性.实验结果表明,该算法的初始化时间仅占双差模型所用时间的1/50左右.该算法可以有效缩短初始化阶段,能够高效地用于动态姿态解算.

摘要:对三次样条齿线圆柱齿轮滚切加工和齿面几何接触进行了分析.在推导修形滚刀齿面方程的基础上,利用三次样条齿线滚切原理和啮合方程得到其齿面数学模型;根据两齿面在啮合中连续相切条件,建立了考虑安装误差的齿面接触分析(TCA)模型.齿面接触分析仿真结果表明,用抛物线形齿廓刀具对齿面修形,可获得抛物线型的几何传动误差,改善了啮合性能;在安装误差条件下,调整控制结点位置可降低接触印痕对安装误差的敏感性.

摘要:为了提高遥感图像场景分类精度,提出了一种基于增广LDA(Latent Dirichlet Allocation)模型的特征选择算法.首先对图像进行尺度不变特征变换、颜色直方图、几何模糊特征、局域二值模式和Gabor纹理特征提取,然后引入一种改进的自动选择特征算法,通过交叉验证选出最具针对性的特征组合,再利用LDA将高维特征组合进行降维,最后使用正则化逻辑回归分类器完成场景分类.实验结果表明,与其他特征组合相比,经自动选择后的特征组合可以有效提高遥感图像场景分类的精度.

摘要:为了获得车载捷联式三轴稳定平台的耦合力矩特性,建立了稳定平台系统的运动学与动力学模型.运动学模型分析结果表明,捷联稳定方式与陀螺稳定方式的基本区别在于信息的获取和控制方式,速率陀螺稳定是一种直接硬件补偿方法,而捷联稳定是一种软件补偿方法.动力学模型分析表明,车体与稳定平台系统各框架和各框架间均存在非线性耦合力矩.系统耦合性试验验证了系统模型的有效性,且获得了各框架耦合性大小的边界范围,为进一步研究车载捷联式三轴稳定平台系统性能提供了理论基础.

摘要:针对高超声速飞行器倾斜转弯姿态跟踪控制问题,将非线性耦合系统的姿态跟踪控制表述为非线性H∞控制的指令误差状态空间实现形式.基于非线性系统γ-耗散性及L2增益设计准则,设计满足Hamil-ton-Jacobi-Isaacs不等式的光滑可微储能函数.在一定假设条件下,利用非线性系统在局部空间内线性伴随系统的Riccati微分方程,获得非线性H∞控制问题在邻近指令误差状态空间的局部空间解,来解决非线性耦合系统的H∞控制问题.实验结果表明,该方案避免了复杂的Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式求解过程.

摘要:为了解决工程问题中材料和载荷的不确定性给含裂纹结构数值分析带来的困难,提高数值计算的精度和效率,将模糊理论与小波有限元相结合,提出了基于区间B样条小波(B-spline wavelet on the interval,BSWI)模糊有限元分析法.该方法将哑节点断裂单元镶嵌到含裂纹结构的小波有限元模型中,建立了含裂纹结构的小波有限元模型,推导了小波有限元模糊平衡方程,并采用λ水平截集及分解定理求解模糊平衡方程;在此基础上,利用虚拟裂纹闭合法计算了不同裂纹长度下应力强度因子隶属函数值,并将计算结果与解析解进行了比较.结果分析表明该方法可用较少单元更为真实、准确地反映结构响应的变化情况,为工程实际中实现含不确定参数的断裂数值分析提供了一种新途径.

摘要:在充分调研分析国内外轨迹优化方法的基础上,选择直接法将升力式再入飞行器的再入轨迹优化问题转化成参数优化问题,而后采用序列二次规划法来解该参数优化问题,并采用C++语言编写了优化算法,最后进行了再入飞行器的最大射程轨迹优化分析.仿真结果表明,采用本文所述的方法能够对升力式再入飞行器这一类轨迹优化问题进行优化分析,并具有较好的优化效果.

摘要:为了提高红外灯阵热流分布均匀度,应用单灯热流分布计算模型生成单灯热流分布数据库,解决了反光板反射热流问题,建立了红外灯阵热流分布仿真计算方法以及基于遗传算法的红外灯阵热流优化设计方法.对某卫星试验用红外灯阵进行优化设计的结果表明,热流分布不均匀度由优化前的24.61%降低到优化后的8.96%.对红外灯阵热流分布均匀度进行了测试,结果表明仿真计算值与实测值吻合良好,建立的红外灯阵热流分布仿真计算方法准确,优化方法可以有效提高热流分布均匀度.