基于滑模控制的非线性追踪导引律仿真设计

基于非线性追踪动力学模型,对追踪器和目标作一般机动(速度大小和方向都可变化)追踪过程进行研究。视目标机动为不确定摄动,分别考虑追踪视线径向和法向两个滑动面,应用变结构控制理论,并采用递减边界层的方法削弱滑模抖动,设计的非线性导引律,只需知道目标的最大机动限幅值,而不用对目标的逃逸机动进行即时估计与测量。仿真研究表明,该导引律具有克服目标机动的鲁棒性,可有效地追踪机动目标,包括随机机动目标。就追踪时间和控制消耗而言,其性能比比例导引律更优。     

混合粒子群算法在高维复杂函数寻优中的应用

针对粒子群算法应用于复杂函数优化时可能出现过早收敛于局部最优解的情况,提出了一种改进的算法结构。通过构造单个粒子的最优序列代替单一的进化方向和类似于蚁群算法信息素表的选择机制,保留了粒子的多种进化可能方向,提高了粒子间的多样性差异,从而改善算法能力。算法同时设计了最优序列的加入规则和基于粒子群聚度的最优序列动态长度控制方法。改进后的混合粒子群算法保证了算法拥有更强的搜索能力,也保留了粒子群算法高效优化的特点。仿真实验证明,混合粒子群方法相对传统方法而言具有明显的精度优势。     

交互式动态体三维显示关键技术

研究了交互式动态体三维显示的关键技术,包括三维数据体素化、体素激活、体空间生成和人机交互等,实现了体三维显示系统样机.其中,采用体立方栅格(BCC)采样策略以减少体素化生成的体显示数据,以数字微镜器件(DMD)作为空间光调制器(SLM),并针对DMD设计了二值切片的快速激活算法;分析了基于旋转螺旋面的体三维空间生成方法,并将基于隐马尔科夫模型(HMM)的动态手势控制应用于交互式体三维显示系统.针对原理样机设计的各组实验表明,BCC体素化策略减少了40%以上的体显示数据,基于DMD的切片快速激活算法使得在500mm×250mm半圆柱形成像空间内显示的三维图像刷新率达16Hz、并且可以选择任意视点裸眼观看,准确率超过93%、响应时间低于40ms的动态手势识别算法能够较好地实现实时交互式体三维显示.     

地形特征匹配辅助导航方法研究

对传统的地形轮廓匹配辅助导航算法进行了如下改进：首先在景象匹配的基础上对飞行区域作出预测,其次利用实测高程度列和预测高程序列匹配,对飞行器进行实时定位和下一时刻的航迹预测;最后利用递堆和缩小匹配网格搜索范围等手段减少计算量。该方法提高了地形轮廓匹配的实时性和精度,增加了飞行器超低空飞行的可靠性和机动性。     

基本矩阵随机采样鲁棒估计

提出一种新的基本矩阵鲁棒估计算法:随机采样算法,对含有大量出格点的数据点集,利用7个对应匹配点的最小子集来估计参数;然后在不同的子集重复多次,确保任何一个子集都含有一个好的数据点的机率达到95%.最优估计值是残差低于门限值点数最多的子集,一旦从数据点集剔去出格点,利用没有出格点的数据就可以得到最终估计值.用真实图像测试表明该算法鲁棒性好,精度高.     

CPLD与16C554在无人机飞控计算机中的应用

按照高性能和小型化的要求 ,阐述了DSP在新型无人机飞行控制计算机硬件系统设计中的应用 .以TMS32 0LF2 4 0xDSP为处理核心 ,采用复杂可编程逻辑控制器 (CPLD)对外围扩展电路 (A/D、D/A、串口扩展芯片 1 6C5 5 4和外部存储器等 )进行片选和中断控制 ,从而提供了丰富的模拟接口、方便灵活的数字接口和串行通信接口 .本文给出了主要器件具体的硬件选型 ,并结合其特点阐述了它们在飞控计算机系统中的硬件连接及软件操作方法     

虚拟座舱系统地形显示算法视觉评价机制研究

主要讨论了基于视点地形模型的多分辨率表示机制、动态地形简化算法等问题,通过分析人眼视觉敏锐度模型,将凝视效应、动态视觉加入地形误差评价函数,提出的新算法可以有效地适应虚拟座舱系统的需求.算法在建立人眼模型模拟人眼特性时避开了复杂的生物学特性,视觉评价函数结构简单,计算量小,优化三维引擎同时代入的附加消耗很小.经实验验证算法是有效的.     

模型驱动的复杂反应式系统顶层设计与验证

为克服复杂系统传统丈档驱动式设计方法的不足,实现复杂系统的全数字化设计,研究了用于数字化设计顶层环节的模型驱动式系统设计与验证方法.该方法强调在复杂系统设计的初期即对系统进行建模,建立系统的电子样机(可执行模型),并通过仿真消除其中的歧义和错误,验证设计满足用户的要求,避免将系统开发早期引入的错误带入后续开发过程中;以某型无人机飞控系统为实例,利用模型驱动开发平台设计其电子样机.设计实例表明该方法能显著缩短研发周期,提高研发质量,降低研发成本,对实现复杂系统全数字设计具有重要意义.     

空战格斗决策研究

基于敌对的两机空战背景,利用不断更新的威胁态势作为飞行员的决策依据,采用影响图分析法描述空战飞行员的决策过程,建立了空战飞行员的决策模型.其特点是空战威胁态势的评估及决策方式易于根据飞行员的经验和偏好进行描述与调整.仿真结果表明,利用所建立的空战决策模型可以有效地导引战机格斗,决策过程符合空战格斗理念.     

一种基于子群杂交机制的粒子群算法求解旅行商问题

粒子群算法是在借鉴海鸥群落觅食行为基础上发展起来的仿生学优化算法，为求解复杂的组合优化问题提供了一种新的思路。本文提出一种结合粒子群算法结构和求解TSP问题蚁群算法特点的新算法，将多用于连续空间优化的粒子群成功扩展到TSP领域。算法通过杂交粒子选择机制，运用两种不同设计的杂交算子，成功模拟了自然界同物种不同种群间的协作与交流，将多子群策略和子群问杂交操作引入粒子群结构之中，增强算法的寻优能力。实验结果表明，该算法能有效地保证粒子问多样性差异，通过优化信息在子群间顺畅交流，有效地促进整个群落的进化收敛。该算法在解决TSP问题时．无论在收敛性和鲁棒性方面都优于一般的单群体、非杂交算法。是一种优秀的TSP问题解法。最终优化结果均达到TSPLIB中记录的已知最优解。