三维纯方位目标跟踪的可观测性需求分析

在三维环境下,分别研究了匀速直线运动目标、匀加速运动目标及一阶延迟目标加速模型的可观测需求.构造了伪测量方程,应用线性系统理论可观测的Grammian判据,避免了复杂的非线性微分方程求解,并且可以处理更为一般的目标机动情况,而不局限于N阶目标动态模型.通过可观测充分必要条件的分析表明,一些类型的观测器机动不满足可观测条件;对于一阶延迟目标加速模型,观测器加速度阶次不必高于目标加速度阶次,这与以前的研究结论是不同的,文中所采用的方法对一般的纯方位测量问题也是有效的.     

基于纯角度量测的二维运动目标可观性判据

针对在二维空间作匀加速运动的目标,获得基于纯角度量测的目标运动状态可观测的数学判据.在求解数学判据的过程中,巧妙利用数学变换手段,将非线性角度观测方程转换成线性框架进行处理;利用满秩矩阵的一些特点,把高阶非线性微分方程转化成一阶线性微分方程组求解,获得了可观测性判据.并从本判据直接推出了关于二维空间匀速运动目标状态可观测性判据.     

基于初距划分的纯方位目标跟踪的EKF滤波器群

利用EKF对纯方位目标跟踪的工程算法进行了探讨.目标初距范围被划分成若干个小单元,每个小单元形成预估初距;在观测器匀速直航下,EKF滤波器群分别估计目标-观测器相对速度与初始距离比值;然后每个滤波器利用新量测方位估计目标参数,同时依据Bayesian公式更新滤波器概率密度;观测器匀速下预估状态初始值,降低了误差影响,提高了推广卡尔曼滤波方法(EKF)收敛率;多滤波器算法便于并行计算和实时处理,符合工程要求.     

从序列图像中获取点目标三维运动参数

本文研究了摄像机有机动,而点目标在短时间内作匀速直线运动的情形.研究表明,只要点目标——摄像机相对运动方程满足可观测性条件,那么就可从三幅序列图像中确定点目标的三维运动参数,进而估计出它的空间坐标.文中还对算法的抗干扰能力进行了分析,结果表明,摄像姿态以及点目标——摄像机相对运动方程的曲率是影响算法抗干扰能力的两大因素。最后给出了计算机模拟结果.     

浅谈摩擦力作用点的选择

讨论了物体处于静止状态、匀速直线运动状态、匀加速直线运动状态时的摩擦力问题。摩擦力的作用点应在物体的接触面上,在实际解题时,可平移至物体的质心处。     

带观测器的鲁棒控制系统设计方法

本文分析了观测器对系统鲁棒性的严重影响;分离性原理被破坏,观测误差不可避免.给出了带观测器系统的鲁棒控制设计方法.首先,给出了一种反映鲁棒性的目标函数,然后在解Sylvester 矩阵方程AX-XA=-BU 的基础上,确定了所有使组合系统名义工作点的极点为指定值的反馈阵和观测器参数,在这些F 及观测参数中对目标函数优化,既使系统满足给定的动态性能指标,又提高了鲁棒性.     

关于“匀速园周运动”教学的几个问题

讲授匀速圆周运动一般有三种方法:运动合成法、矢量分解法和速度图法.在高中物理教学中,一般采用运动合成法进行教学为好.用这种方法,物理概念清楚,意义明确,学生容易理解,易于接受;同时,还可以准确地解释一些有关圆周运动的现象. 大家知道,匀速圆周运动可以看成切线方向上的匀速直线运动和法线方向上的匀加速直线运动的合成. 设物体在半径为R的圆周上作匀速圆周运动,切线速度为V,在t时间内,物体从A点运动到B点.然而,物体是怎样从A点运动到B点的呢?我们说因为物体沿切线方向     

光电经纬仪对机动目标跟踪算法的研究

被动式跟踪基本上都是假定目标作匀速或匀加速直线运动,跟踪问题较为简单,一旦目标发生机动,传统的跟踪方法就无法对机动目标进行稳定的跟踪。本文采用目标的位置、速度、加速度作为状态变量,基于“当前”统计模型对机动目标进行建模,并结合Kalman算法进行滤波,仿真表明了该算法在光电经纬仪中的适用性。     

复金兹伯格-朗道方程螺旋波外矢量场响应的数值模拟

针对反应扩散时序振荡系统螺旋波外力场响应缺乏定量化研究的情况，采用龙格一库塔算法对复金兹伯格一朗道方程螺旋波解的外均匀矢量场响应进行了数值模拟．发现在实均匀外矢量场作用下，螺旋波斑图中心不但沿外矢量场方向做匀速直线运动，速度为矢量场的场强，而且还具有沿垂直于外矢量场方向的速度分量，该速度分量是平行方向速度分量的4％．在外均匀虚矢量场的作用下，除了螺旋波癍图中心做匀速直线运动外，螺旋波癍图的臂沿外矢量场方向的一侧变密，而逆外矢量场方向的一侧变疏，其中形变随外均匀矢量场的强度增强而变大．     

一类非线性系统的间歇观测器设计

传统的观测器设计方法大多是基于系统输出为全局测量或部分离散点测量的情形,文中针对一类非线性系统研究了基于间歇分段连续测量输出的观测器设计方法。为了分析相应误差系统的稳定性和降低结果的保守性,引入了与观测时间序列相关的切换Lyapunov函数,并结合线性矩阵不等式技术和凸组合技术,得到了保证误差系统指数稳定的充分条件和间歇观测器的设计方法,观测器的增益矩阵可通过求解一组线性矩阵不等式得到。最后通过一个数值仿真例子验证了所提出方法的可行性和实用性。     

旋转捷联惯导系统的可观测性分析

推导了静基座条件下仅利用速度误差作为观测量的惯导系统的可观测组合状态.比较分析认为,仅利用速度误差作为观测量和利用速度误差、位置误差作为观测量对惯导姿态误差和元件等效零偏的估计是等效的.利用将系统近似为分段线性定常系统的方法对旋转惯导系统的可观测性进行研究,结果表明,连续旋转提高了系统状态的可观测性,等效东向和北向加速度计零偏成为可观测量;在对准过程中对其进行补偿,系统的对准精度和速度明显提高.     

仅有角度测量跟踪问题中的中央差分算法改进

为解决仅有角度测量的目标跟踪系统初始误差大、可观性弱、精确实时跟踪困难等问题,研究了一种改进中央差分卡尔曼滤波算法。仿真结果表明,同传统估计方法相比,该算法精度高,收敛速度快,且计算量适中,易于在实战中实时跟踪。     

IMM算法在车辆机动目标跟踪中的应用

针对高速公路车辆的机动目标跟踪问题,采用交互多模型算法(IMM)中的2个模型分别表示车辆的匀速运动状态和匀加速运动状态,并结合目标运动模型对目标当前加速度和其方差进行蒙特卡洛仿真.仿真结果表明该算法不仅可以在匀速运动时将关键测量噪声减低,而且在机动模型中保证状态估计量比未滤波的雷达测量值精确,同时可以对运动模型进行准确的识别,从而改善路面机动目标的跟踪性能,提高车辆的安全性和可靠性.因此,交互多模型算法可以满足高速车辆机动目标跟踪的要求.     

变速器试验台惯量电模拟与角加速度估计

研究了变速器试验台采用电机模拟机械飞轮惯量的实现方法.以在相同转矩作用下机械惯量系统和电惯量系统的转速变化一致为控制目标,提出了电惯量角加速度控制法.以电枢电流和角速度为输入,设计Luenberger观测器来估计角加速度,并在观测器中加入滤波器模型,同时反馈增益根据转速变化的大小自适应变化来平衡噪声抑制和响应速度之间的矛盾.采用Matlab/Simulink建立了变速器试验台及惯量电模拟系统的仿真模型,研究了电惯量在变速器升档过程中的作用.结果表明,转速误差的峰值小于1 rad/s时,观测器可以快速、准确实现角加速度的估计,且噪声抑制能力强,以此为基础的惯量电模拟方法可以有效取代机械飞轮.     

非线性大系统的弱能观性

将非线性系统的弱能观性的方法应用于非线性大系统,借用了非线性大系统的定义,提出了非线性大系统的弱能观性的定义及非线性大系统的弱能观性的条件·由非线性子系统的弱能观性得到了非线性大系统的弱能观性·子系统弱能观性可以用此系统的能观性对偶分布是否满足能观性秩条件来判别,非线性大系统弱能观的充要条件是各个子系统弱能观,因此只需判别各个子系统的能观性对偶分布即可得到非线性大系统的弱能观性,而无须判别非线性大系统的能观性对偶分布·     

欧氏空间上线性系统的梯度扩张

研究了欧氏空间Rn上的线性系统和它的梯度扩张系统的能控性之间的关系以及它们的能观测性之间的关系,证明了线性系统的梯度扩张系统是能控的(或能观测的)当且仅当原线性系统既是能控的,又是能观测的。     

带分布型时滞的分数阶控制系统能观性的条件

通过Mittag-Leffler矩阵函数构造的能观性Gram矩阵和Cayley-Hamilton定理获得了一类带Caputo导数、具有分布型时滞的分数阶控制系统cDαx(t)=Ax(t)+integral from n=-h to 0(dxB(t,x)u(t+x)),t∈J:=J/{t1,t2,…tk},J:=[0,T],y(t)=Cx(t)+Du(t),x(0)=x0, 具有能观性的2个充要条件:1)系统在[0,t f]上,存在时刻tf>0,使Gram矩阵W0[0,tf]=integral from n=0 to tf(Eα(AT tα)CTCEα(A tα)dt)非奇异;2)若系统的能观性判别矩阵为Q0{C CA … CA(n-1)},则rankQ0=rank{C CA … CA(n-1)}=n时,系统是能观的.     

双线性系统的Hamilton扩张系统

研究了双线性系统和它的Hamilton扩张系统的弱能控性之间的关系以及它们的能观性之间的关系，证明了双线性系统的Hamilton扩张系统是弱能控的当且仅当原双线性系统既是弱能控的又是能观的．同时给出了双线性系统的Hamilton扩张系统不能观的条件．