飞行模拟器洗出算法的优化研究

飞行模拟器通过经典洗出算法的倾斜协调通道对低频信号进行动感模拟处理,然后输出给人体前庭感觉系统,经过大脑处理做出行为判断,不可避免地给飞行员以错误暗示和动感误差。通过引用人体前庭模型对倾斜协调通道参数进行设计,使算法更符合人体的感觉模型,从而达到提高飞行模拟器逼真度的目的。同时基于MATLAB的SIMULINK模块搭建仿真模型,对优化后的洗出算法进行仿真分析,验证了优化洗出算法的可行性和有效性。     

动态飞行模拟器实时运动规划算法

动态飞行模拟器是一种以离心机作为运动平台的持续过载模拟设备,其运动规划直接影响过载模拟精度。该文主要针对动态飞行模拟器实时运动规划问题进行研究,建立了过载模拟模型,分析了卸载段动态飞行模拟器运动参数无法计算的原因,在此基础上提出了基于2维插值法的实时运动规划算法,解决了动态飞行模拟器实时运动规划问题。为了验证算法的准确性,分别针对纯z向梯形过载曲线和3轴过载曲线进行模拟仿真,分析算法对过载模拟误差的影响。仿真结果表明:模拟过载能较好地跟踪理论过载,算法具有较好的准确性和实用性。     

水陆坦克运动模拟洗出滤波算法设计

在水陆坦克运动模拟过程中,运动模拟平台有限的工作空间往往限制了运动模拟逼真度。针对上述现象,提出了一种坦克运动模拟洗出滤波算法,采用平台倾斜策略来模拟运动低频动感,采用高通滤波方法来获得高频运动动感。结合坦克的具体训练任务对此算法进行了详细的分析,揭示了算法参数调节对运动模拟器运动动感的影响。该算法通过离线测试显示了很好的实用性,它的提出对水陆坦克运动模拟器动感模拟性能的提高具有实践意义。     

基于模糊逻辑的体感算法动感逼真度研究

经典洗出算法存在模拟逼真度不足、惯性虚假暗示和参数设置保守等问题,对洗出算法倾斜协调通道重新设计,改变低通加速度信号的输入效果,大大提高了模拟逼真度,消除了惯性虚假暗示;结合人体感知误差反馈和平台位置用模糊逻辑对滤波器参数进行实时调节,有效克服了经典洗出算法参数设置保守的缺陷,提高平台空间利用率;最后在SIMULINK中对改进洗出算法进行建模仿真,验证其有效性和可靠性。验证表明,优化后的洗出算法提高了模拟逼真度,消除了虚假暗示,提高了空间利用率。     

基于模糊逻辑的体感算法动感逼真度分析

经典洗出算法存在模拟逼真度不足、惯性虚假暗示和参数设置保守等问题,对洗出算法倾斜协调通道重新设计,改变低通加速度信号的输入效果,大大提高了模拟逼真度,消除了惯性虚假暗示。结合人体感知误差反馈和平台位置,用模糊逻辑对滤波器参数进行实时调节,有效克服了经典洗出算法参数设置保守的缺陷,提高平台空间利用率。最后在SIMULINK中对改进洗出算法进行建模仿真,验证其有效性和可靠性。验证表明,优化后的洗出算法提高了模拟逼真度,消除了虚假暗示,提高了空间利用率。     

飞行模拟器新型倾斜协调体感算法应用分析

经典洗出滤波算法在一次突发过载运动后,平动低频输出持续加速度与参考加速度存在较大的感觉误差,为提高模拟器动感逼真度,针对经典洗出算法结构提出一种新型倾斜协调体感算法:采用模糊逻辑补偿思想,以人体感官模型洗出信号误差及变化率作为模糊控制器输入补偿于倾斜协调通道;去除低通滤波器,将输入参考信号与平动高频信号差值及模糊补偿合成信号代替低通滤波器输入信号,结合平动高通角加速度二次滤波补偿和加速度补偿使得洗出效果在有限的空间内达到最优。以模拟飞机加速度信号进行Simulink仿真,结果表明提出的算法在相位延迟和虚假暗示方面有较大改善,同时扩展了运动范围,增加了模拟逼真度。     

基于6自由度平台的体感模拟算法研究

针对模拟驾驶器对动感逼真度和平台工作空间的需求,将基于洗出算法的体感模拟控制策略应用于6自由度并联式运动模拟器.首先对系统进行了整体设计及数学建模,然后通过分析人体感知机理,提出了基于加速度控制的体感模拟洗出算法;随后具体研究了模拟驾驶过程中可能存在的多种复杂工况及对应的加速度控制模式;最后,通过联合仿真与实验验证了所提出控制算法的可行性及控制效果,结果显示平台在有限运动范围内动感逼真度得到了显著提升.      

多模块构架式空间可展开天线结构参数优化

为降低卫星天线的发射成本,提高天线的展开刚度,以多模块构架式空间可展开天线结构的质量和1阶固有频率为目标函数,基于误差反向传播（BP）神经网络和遗传算法对天线的结构参数进行了优化.运用ANSYS软件对支撑桁架的结构参数进行了数值模拟,得到了与设计变量对应的目标函数值;通过正交试验设计,构建了用于神经网络训练和检验的样本集;按照BP算法的基本思想,调整网络模型的参数,建立了用于优化的预测模型;采用分目标乘除法,将多目标优化问题转变成单目标优化问题;采用遗传算法进行了优化分析,得到了支撑桁架各杆件的设计参数.结果表明：该优化方法在降低天线质量的同时,使结构的刚度得到了提高,为天线的结构设计提供了参考.     

基于改进微粒群算法的飞机纵向飞行轨迹优化

为提高飞机纵向飞行轨迹优化的精度和收敛速度,提出了用改进的微粒群算法对飞机纵向飞行轨迹进行优化的新方法。基于质点动力学和能量状态方程,建立了飞机质点运动数学模型;利用庞特里亚金最小值原理,给出了飞机纵向飞行过程优化的目标方程;引入自适应惯性因子,采用罚函数法对轨迹寻优问题进行无约束化处理,基于改进的微粒群算法对纵向飞行轨迹进行了优化,并给出了算法优化流程。使用改进的微粒群算法,得到了Boeing 737-800飞机纵向飞行最优轨迹。优化结果与试验结果的比较表明,该算法可使纵向飞行轨迹快速收敛于最优解,算法具有收敛速度快、精度高的优点。     

仿真试验中目标运动数学模型的建立

研究导弹飞行仿真试验中目标运动数学模型构建的一种方法.基于Bezier曲线算法,通过在飞行仿真软件窗口中编辑目标运动曲线,得到以vT,θT和ψT数据组描述的目标运动数学模型,并将这些数据组保存在MFC的集合类对象中.结果表明,利用该方法可以方便地实现飞行仿真试验中对目标运动特别是难于用解析式描述的目标随机运动数学模型的构建,使飞行仿真模拟简便易行.     

Development of Cueing Algorithm Based on “Closed-Loop” Control for Flight Simulator Motion System

The classical washout algorithm had fixed gains and manually constructed filters, so that it led to poor adaptability. Furthermore, it lost the sustained acceleration cues of high-and mid-frequency in cross-over(tilt-coordination) channel, and the acceleration of cross-over frequency was also limited by angular velocity limiter, so the false cues in flight simulation process were clearly perceived by pilots. The paper studied the characteristics of the classical washout algorithm and flight simulator motion platform, tried to redesign the source of cross-over acceleration channel and translation acceleration channel, and transferred the part of cross-over acceleration that was unsimulated sustained acceleration to translation acceleration channel. Comparisons were mainly made between classical washout algorithm and revised algorithm in a longitudinal/pitch direction. The evaluation was based on the implementation of human vestibular perception system. The results demonstrated that the revised algorithm could significantly reduce the phase lag, and improved the spikes tracking performance. Furthermore, sensory angular velocity and the error of sensory acceleration were strictly controlled within the threshold of human perception system, and the displacement was a little broader than the classical washout algorithm. Therefore, it was proved that the new algorithm could diminish the filters parameters and heighten the self-adaptability for the washout algorithm. In addition, the magnitude of false cues was remarkably reduced during flight simulator, and the workspace utilization of the motion platform was developed by "closed-loop" control system.     

改进差分进化算法在铝电解多目标优化中的应用

针对多目标优化问题,提出一种改进的差分进化算法(DE).该改进算法首先将DE与粒子群优化算法(PSO)结合,提高DE的收敛速度,然后引入多种群进化策略,有利于维持Pareto解的多样性.同时,在综合考虑机理与工艺的基础上建立铝电解多目标优化模型,并应用改进算法进行求解.仿真结果表明:在电流效率为92％时,改进算法所得的直流功耗为14.03 MW.h/t,比NSGA-Ⅱ的直流功耗降低了1.45％,比传统DE的直流功耗降低了1.75％.表明本文改进算法有效地提高了传统进化算法的性能.     

基于改进粒子群算法的海洋钻机系统布局优化

为提高海洋钻机的工作效率和平台的空间利用率,应用改进的粒子群算法对海洋钻机系统进行布局优化研究。针对多目标、多约束的钻机系统布局优化问题,建立钻机系统布局优化数学模型,应用多目标粒子群算法直接求解,得出相应的最优解集。利用线性加权法将多目标转变为单目标进行求解分析,针对单目标粒子群算法的缺点,基于约束条件、惯性权重以及遗传算法的选择和杂交对粒子群算法进行改进,完成不同改进算法的测试实验。结果表明,在应用粒子群算法求解布局问题时将约束条件作为目标函数、单独引入遗传算法的杂交思想求解速度和精度更好。提出的基于杂交的动态惯性权重粒子群算法的布局优化问题求解性能更优,得到的优化方案符合海洋钻井作业要求且占用甲板面积较小。     

飞行模拟器运动平台的计算力矩控制

为提高飞行模拟器运动平台的运动精度,以一飞行模拟器的6自由度S tew art运动平台为模型,研究了提高并联运动平台精度的方法。在运动学分析的基础上,应用N ew-ton-Eu ler法建立S tew art平台的动力学模型。引入非线性反馈补偿,使得控制系统由一个内部非线性前馈环和一个外部反馈环组成。外部反馈环设计为比例微分(PD)控制方式,采用计算力矩控制方法对运动平台进行控制。仿真表明计算力矩控制可以使飞行模拟器运动平台的跟踪误差在较短的时间内收敛,并且误差趋近零。这种控制方法同样适用于其他类型的并联机构。     

1种基于复合形法的改进遗传算法

提出了1种基于复合形法的改进遗传算法,分析该算法与遗传算法相结合的思想和流程;通过算法测试函数Rosenbrock测试改进的算法;通过与常规算法的对比,验证该传算法的优越性,并将该算法应用到一种间歇反应器的温度优化问题中.该算法可为常规的单目标或多目标优化问题提供借鉴.     

基于扩容和双距离决策的多目标粒子群优化算法

为了更好地改善多目标粒子群优化算法的收敛性和多样性,提出一种基于扩容和双距离决策的多目标粒子群优化算法。利用扩容的方法对目标空间中目标函数值的上下限进行扩大,得到新的上下限后再建立网格,这样可以计算出边界点的坐标。在小网格中选择引导粒子或者劣质粒子时,利用小网格中粒子到理想点和当前小网格最优点的距离进行决策筛选,这样充分利用目标空间中的信息来对粒子的优先级进行判断。对新的粒子进行差分变异,增加了整体的多样性,并通过阈值控制其变异的频率。将算法和当前具有代表性的多目标粒子群优化算法进行对比实验,提出的算法效果更佳。实验表明,提出算法的收敛性和多样性不仅得到较大提高,而且较为稳定。     

含热电联合系统的微电网运行优化

为了提高微电网的经济运行水平,提出考虑分时电价并计及制热收益的微电网多目标能量调度模型,该模型以微网发电成本最低与环境效益最优为目标。首先,利用权重系数将多目标经济调度问题化成单目标优化问题。其次,针对遗传算法局部搜索能力差的问题,提出了天牛须搜索算法改善遗传算法的变异操作,利用自身对空间的判断,加强局部搜索能力,在此基础上将Metropolis接受准则加入天牛须搜索算法中,增加变异的概率。最后,以一个微电网为例,将改进的算法与标准遗传算法进行对比,验证了所改进的算法的全局最优解的搜索能力,使得微网获得更佳的综合效益,降低了系统经济运行成本。