舵机带宽对Ⅱ型PIO预测影响研究

针对舵机带宽影响Ⅱ型PIO预测结果的问题,提出对有限舵机带宽人机系统运用高度饱和描述函数模型进行Ⅱ型PIO预测。基于描述函数法分别建立了速率限制舵机的正弦输入/三角输出描述函数模型和高度饱和描述函数模型,研究了两种模型在Ⅱ型PIO预测中的使用域。对有限舵机带宽人机系统,分别运用高度饱和描述函数模型及正弦输入/三角输出描述函数模型进行了Ⅱ型PIO预测。仿真结果表明,在进行Ⅱ型PIO预测时需考虑舵机带宽的影响,应用高度饱和描述函数模型可提高预测结果精度。     

PIO:区分服务中的一种基于预测的主动队列管理算法

提出了区分服务中一种基于预测的主动队列管理算法PIO。在PIO算法中,首先对IN包和所有包下一时段的平均到达速率进行预测。当包到达队列时,根据当前IN包队列长度、总的队列长度、预测的下一时段所有包的平均到达速率和IN包平均到达速率决定对包是否丢弃。通过仿真实验,分析了在不同预约比例、不同端到端TCP连接数的条件下PIO算法队列稳定性、丢包率和吞吐量等性能指标。仿真结果表明,PIO算法在统计性保证带宽的同时,与RIO算法相比,无论是在低预约还是过预约网络状态下都有效提高了队列的稳定性,并降低了丢包率。     

基于极值理论的飞控系统故障后风险定量评估

研究了基于极值理论(EVT)的低频高危事件定量评估方法. 构建了考虑驾驶员响应的飞控系统故障后评估模型, 介绍了角速率传感器故障后极值样本的获取方法. 利用非线性优化模型对极值理论中常用的线性模型进行了改进, 针对极值样本分布模型中参数的辨识, 对比了几种优化算法对文中评估模型的适用性. 采用四种优化算法对模型参数进行了对比辨识以寻求飞行风险条件概率最优解,得出了自适应粒子群算法对文中评估模型适应度最高的结论. 最后将传感器故障风险概率加入有驾驶员响应环节的马尔科夫过程模型对飞控系统风险概率进行动态定量评估. 其最终结果可为定量评估某型机操纵系统的动态可靠性提供理论依据.     

基于特征模型的预测函数控制的仿真研究

传统的预测函数控制通常采用一阶的预测模型,该预测模型不能完全表征被控对象,因此使得传统的预测函数控制的鲁棒性受到一定限制。特征模型是一种比动力学模型简单,但能表征被控对象特征的模型。针对预测函数控制算法的缺陷,提出了利用二阶特征模型来构成预测模型。通过与采用一阶预测模型的预测函数控制进行比较,理论分析与仿真实验结果均表明,采用特征模型的预测函数控制具有比一阶预测模型更好的控制效果,该算法在SUPCON-JX300X集散控制系统上实现。     

可重复使用航天器再入飞行综合仿真模型研究

提出并建立了一种可重复使用航天器(RLV)再入飞行综合制导/控制仿真模型。在精确的RLV非线性飞行动力学模型的基础上,综合考虑任务限制条件和舵面完好状况,建立飞行管理模块,实现了标称条件下飞行任务的管理、非标称条件下对制导/控制律的重构以及严重事故时任务中断策略的实施。仿真程序利用Stateflow技术,构筑状态转换器和算法公用接口,保证了便捷应用的能力。以某型RLV为例,在考虑到不同舵面故障的情况下,通过仿真结果表明,该方法便捷、有效。     

连续时间广义预测控制在纵向飞行控制中仿真

导弹的飞行主要是通过姿态稳定和调节实现的。当导弹在大空域内进行飞行时,系统存在着严重的非线性和复杂性等不确定性因素,采用离散的控制算法进行控制,在高采样速率情况下,产生控制抖动问题。提出了连续时间控制方案,通过以小扰动模型为基础的导弹动力学特性分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,并且以连续模型作为预测控制的被控对象,弹道外回路和姿态内回路均采用连续时间广义预测控制算法。仿真结果表明,该控制方案能实现高精度的控制要求,并且有效的克服了控制抖动。     

基于线性近似和神经网络逼近的模型预测控制

针对非线性系统的模型预测控制问题,提出了一种基于线性近似和神经网络逼近的控制算法。用Taylor级数展开法对非线性系统进行线性近似时,要求对象系统中的非线性函数必须连续可微。为了突破这一限制,引入了Stirling插值公式线性近似法,拓展了可处理的非线性系统范围。通过对线性化过程中产生的非线性高阶项进行径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络逼近,显著提高了对象系统模型精确度。为了降低数值计算复杂度,将控制性能指标函数重构为易于处理的二次型最优化问题,通过对该二次型最优化问题的求解得到了最优控制序列。控制过程考虑了约束条件的影响以模拟真实的工业生产过程。仿真结果证明了所提出预测控制方案的有效性。     

糊决策理论在驾驶员行为研究中的应用

针对驾驶员开车行为的特点 ,利用系统模糊决策理论建立了多个描述驾驶员根据前方道路信息和自身考虑进行预期轨迹决策的模糊评价指标及其隶属函数 ,并仿真计算了驾驶员在不同道路环境下的轨迹决策行为 .     

糊决策理论在驾驶员行为研究中的应用

针对驾驶员开车行为的特点 ,利用系统模糊决策理论建立了多个描述驾驶员根据前方道路信息和自身考虑进行预期轨迹决策的模糊评价指标及其隶属函数 ,并仿真计算了驾驶员在不同道路环境下的轨迹决策行为 .     

机翼结冰后人-机系统动态特性仿真与风险评估

机翼结冰导致气动特性改变,为了定量分析机翼结冰导致的飞行风险,提出了利用人-机系统数值仿真数据进行概率评估的方法.考虑结冰对临界迎角、升阻特性等的影响,通过建立非线性动力学仿真模型和特殊情况下驾驶员操纵副翼偏转模型,实现了机翼结冰后的人-机系统动态仿真.分析了非指令控制滚转不正常现象,并通过影响因子的概率分布模型,最终实现了飞行风险概率评估.     

基于状态相关模态切换混合估计的航迹预测

针对航空器飞行轨迹预测的随机线性混杂系统估计问题,提出一种状态相关模态切换的混合估计算法(SDTHE). 该算法不仅解决了标准交互式多模型(IMM)算法似然函数为零均值高斯函数假设的缺陷,而且基于实时状态更新模态转移矩阵,使得飞行模态估计更为准确,从而提高飞行轨迹预测的精度. 与标准交互式多模型算法相比,仿真结果表明了所提出算法的有效性和优越性.     

地形跟随中航迹跟踪模型预测控制方案设计

针对地形跟随飞行中的航迹跟踪问题,设计了航迹跟踪模型预测控制器,并讨论了模型预测控制中时域参数切换的自适应方案设计。首先,结合被控对象的特点,设计了用于实现全局稳定跟踪参考航迹的模型预测航迹控制器,并对控制器展开了稳定性分析。然后,充分发挥模型预测控制的预测能力,进行了航迹跟踪方法和综合误差评价策略设计。同时,通过分析不同航迹段的跟踪需求,设计了自适应调整模型预测控制中时域参数的优化方案。仿真验证结果表明,自适应方案相比固定时域方案航迹跟踪精度更高、飞行颠簸小、稳定性好,预设的评价指标函数能有效评估跟踪性能。     

高超音速飞机模型的仿真研究

为了掌握高超音速飞机复杂的动态特性,提出了一种研究高超音速飞机模型的新方法.该方法采用MATLAB插值函数和S函数分别估算和建立高超音速飞机的气动参数及其六自由度的微分方程组,并在不同高度和速度下计算飞行的平衡点,然后通过比较平衡条件与约束条件,近似得到了整个飞行过程的飞行包线.仿真研究表明,该方法适合用在高超音速飞机模型上,仿真结果与期望要求相符合.     

基于零化视线角速率的非线性预测制导律

利用非线性预测控制理论设计了一种零化视线角速率的预测制导律. 首先, 以弹目视线角速率为反馈项, 最小化预测误差为性能指标, 基于非线性预测控制理论和最优化理论推导出非线性预测制导律, 并对闭环回路的稳定性进行了证明. 其次, 针对制导律中含有的目标机动项信息, 设计了一种基于时间延迟控制理论的滤波算法, 并应用于预测制导律, 最后仿真考虑到导弹的延迟环节, 采用三阶自动驾驶仪模型, 验证了设计的制导律能够有效拦截机动目标, 与传统比例导引相比, 视线角速率变化平稳, 克服了末端视线角速率变化过快而导致过载饱和的情况, 降低了对执行机构的要求.     

基于诱导信息的城市快速路网集成控制研究

建立了快速路网匝道控制与路线诱导相结合的完全集成控制模型,考虑了入口匝道排队约束和出口匝道通行能力约束,在分流节点进行流量分配时,考虑了分流点下游路段通行能力的约束.提出根据预测的路网状况,采用多模控制方式.将驾驶员对诱导信息的服从率设成可变参数,其估计值在对驾驶员调查的基础上,通过实时仿真并加以预测来获得.基于改进的遗传算法设计了模型的求解算法.通过算例,验证集成控制策略及算法的有效性和可行性,讨论不同控制策略对系统的全局影响,以及它们之间复杂的相互作用.     

基于Logistic回归模型的目标截获概率等效方法

针对如何根据导弹少量陆上飞行试验及大量海上仿真试验的目标截获结果推算到海上实际飞行试验结果的问题,首先推导出目标截获概率的模型,得到截获概率是关于信杂比的函数的结论,接着引入仿真可信度的概念,对陆上飞行试验结果和仿真结果进行融合,提出了一种基于Logistic回归模型的目标截获概率等效方法.仿真结果表明,该方法实用可行.     

航天器运动可视化仿真建模技术研究

航天器及其力学部件的可视化运动模型构建技术是航天器飞行控制可视化仿真的关键技术环节之一。针对三轴稳定卫星、自旋稳定卫星等不同类型航天器,通过对其运动力学模型及其各部件运动特性的分析研究,结合图形学原理,建立了航天器位置、姿态运动及其太阳帆板、推力器等部件相对运动的可视化仿真建模算法,利用实时测控数据,成功实现了航天器飞行控制可视化仿真,并在测控任务中得到了应用。     

驾驶员最优预见跟踪仿真研究

预见信息的加入能使驾驶员提前感知跟踪目标未来变化,从而对飞机做出超前控制。研究了驾驶员最优预见跟踪控制算法,理论分析得出预见信息对预见控制的作用特点。最后通过人机系统模拟实验,验证了预见信息对驾驶员超前补偿的特性。     

飞机低空突防模式机动舵面最优配置建模仿真

低空突防模式机动舵面最优配置是飞机安全飞行能力的重要保障,建立合理有效的数值仿真模型具有熏要的意义.针对小翼载多功能组合操纵面布局飞机,采用基于多约束条件下的数值微分方程建立了低空机动飞行仿真模型,构建了考虑越障能力、飞机坡度限制及爬升梯度等约束下的不同机动舵面模式的使用方案.仿真结果表明:该模型是解决舵面合理配置的有...     

基于小波基函数和Hammerstein模型的预测函数控制

针对实际对象的多变性和传统的预测函数控制只能对预测时域内有限的几个拟合点进行拟合,而未考虑整个预测时域整体逼近误差性能优化的问题,提出一种基于小波基函数和Hammerstein模型的预测函数控制方法.内部模型参数通过不断辨识,进行自适应校正.利用小波的紧支局部性和多尺度分析特性,既保证了整体误差性能的优化,又突出了重要拟合点的逼近要求,并实现了优化变量的集结.理论分析和仿真应用表明,该方法有更好的快速性和抗模型失配性能.