基于遗传算法的空中加油航路规划

通过对空中加油航路规划进行建模,利用遗传算法进行优化计算,解决了关于包括总耗油量和受油机飞行航程在内的航路规划问题.针对模型中的非线性约束条件,引入自适应可变惩罚以及对部分变量采用过滤法,另外在选择、交叉、变异环节采用适应度选择法、启发式交叉法、非一致变异法,充分利用遗传算法的全局优化特性,解决了局部过早收敛等问题.实际算例中,分别针对基于航线和基于区域2种加油模式进行计算,比较2种模式的优缺点,得出了空中加油的最优策略,并验证了针对此类问题遗传优化算法的有效性.     

基于Creator/Vega的空中加油视景仿真系统

介绍了基于Creator/Vega的空中加油视景仿真的关键技术与实现方法,并建立了逼真的三维实体模型.利用所提方案开发的视景仿真系统,可以满足空中加油训练的要求.针对Vega平台中软体动作难以实现的问题,提出采用10个随机正弦渡迭加与整段软管分节控制、整合控制相结合的方法模拟软管抖动;在平显模型层次数据库中引入了自由度节点和开关节点,结合程序成功的模拟了燃油流动.     

无人机自动空中加油飞行控制技术

无人机在现代战争中扮演重要角色,广泛用于侦察、监视战区环境等任务,留空时间需求日益增长,为了增加航时而不返回基地加油,亟需开展无人机自动空中加油技术的研究,根据空中加油的特点,深入研究了空中加油自动飞行控制系统方案,提出了受油机分阶段姿态和位置控制策略,设计了满足自动空中加油控制要求、面向工程的多模态、高精度、高抗扰飞行控制律,并用粒子群算法进行了参数优化。此外利用Matlab/Simulink搭建仿真平台对空中加油阶段受油机扰动运动进行了仿真验证。仿真结果表明,该多模态控制律可以满足自动空中加油的任务要求,控制精度较高,受油机的抗干扰能力较强。     

基于双目视觉的自主空中加油算法研究与仿真

针对当前无人机空中加油自动化程度不高,对加油作业环境要求苛刻等问题.分析了空中加油技术中重要因素——目标的相对距离以及姿态测量的基础上,研究了一种基于视觉导航的自主空中加油技术,将双目视觉引入自膏空中加油系统中,运用对极几何原理,加快算法的更新速度,提高算法的稳定性和抗扰动性,设计并完成仿真实验.仿真实验结果表明,该算法在精度、速度和稳定性方面均能够满足视觉导航空中加油的需求.     

视觉导航辅助的自主空中加油建模与仿真

研究了基于视觉导航方式的自主空中加油（AAR）建模问题。分析了影响自主空中加油对接阶段性能的两个最重要因素——相对距离的测量和风扰动,引入了多个摄像机,建立了适合AAR的视觉导航系统模型,建立了大气扰动和尾流等风扰动下的飞行器模型,用三次多项式规划了对接阶段的航迹并设计了LQR航迹跟踪控制律。对接过程仿真表明,视觉导航的估计精度和飞行控制律性能很好地满足了空中加油的要求。

Abstract：

The modeling problem of autonomous aerial refueling based on vision navigation was researched.The two most important factors affecting the performance of AAR were analyzed,which were the measure of the relative distance and wind disturbance.The vision navigation system suitable for AAR was adopted and modeled using multiple cameras.The dynamic model of plane with the effect of wind was built.Path of docking was planed using cubic interpolators and tracking control was designed with LQR.The result of simulation shows that the accuracy of vision navigation system and the performance of control law can meet requires of aerial refueling.     

多功能相控阵雷达优化搜索建模与仿真研究

波束以及系统参数的捷变能力使得多功能相控阵雷达能够同时对空域中的多个区域分别采用特定的搜索模式进行搜索.用于搜索的雷达资源会随着跟踪等高优先级的任务对资源消耗的变化而变化.因此,需要动态地调整可获得的搜索资源在各个搜索子空域中的分配以优化整个系统的搜索性能.首先建立了多功能相控阵雷达的搜索性能评估模型,得到了搜索性能及其增益与搜索参数的关系.而后针对搜索负载的动态变化,建立了相控阵雷达同时多区域搜索资源分配的优化模型,并通过仿真验证了模型的有效性.     

机动导弹圆环形区域打击模型及实现

考虑了对机动导弹实施机动区域打击 ,建立起在圆环形区域瞄准点选取模型 ,并通过计算机模拟进行了结果分析 .该方法具有通用性 ,对制定作战方案以及生存选择具有现实意义.     

软管式自主空中加油飞行控制系统与仿真研究

基于参考观测器的全状态反馈控制方法设计了受油机飞行控制系统,建立了软管式自主空中加油仿真系统,并进行了仿真验证。根据生成的受油机参考跟踪、对接轨迹,通过输出跟踪观测器在线估算前馈控制信号和参考状态量,设计全状态反馈控制器精确跟踪参考状态,解决了受油插头难以近距离跟踪加油锥套并实现精确对接的问题。以某型UCAV为例,设计了基于全状态反馈控制的自主空中加油仿真系统并进行了数字仿真。仿真结果表明,在四种强度阵风干扰下,设计的空中加油仿真系统能实现精确的双机加油设备跟踪与对接,具有良好的动态性能与鲁棒性能。     

区域经济体可计算一般均衡模型的研究与应用

构建了一个区域可计算一般均衡模型(CGE),揭示了区域经济体的运行特征,为分析区域经济体的经济增长、生产要素的价格或结构变动等提供了一个分析框架;在模型的理论框架中,详细分析了区域CGE模型各个模块的构建思想及对应的主要方程,并从财税、贸易等方面分析了其特性;建立了区域社会核算矩阵(SAM)的结构;通过模型分析,得到了油价波动对湖南省经济发展的影响.     

一种实时多任务软件可靠性验证方法

针对软件可靠性增长模型难以满足实时多任务软件可靠性验证的可信性要求,提出了一种基于任务模块软件统计测试的实时多任务软件可靠性验证方法.该方法利用实时多任务软件的结构和运行特点,建立了一个可靠性模型并给出了模型参数的求解方法;通过该模型把待验证的软件系统可靠性指标分配到各个任务模块,然后用统计测试的方法对任务模块的可靠性指标进行验证,以达到对整个软件系统可靠性指标验证的目的.实验证明该方法的有效性和灵活性.     

新型歼击机空中加油飞行仿真建模研究

空中加油是提高飞机作战能力的重要手段。空中加油模拟训练成了培养飞行员空中加油技术的重要途径。空中加油飞行的数学建模是模拟加油飞行的理论基础，它直接关系到模拟飞行的逼真程度，关系到模拟加油训练的效果。研究了大型授油机尾流的形成和分布特点，分析了受油机在不同位置进入黾流时飞机所受的影响，提出了相应的数学建模方法。同时分析了新型歼击机在加油过程中飞机质量和重心的变化规律和对飞行性能的影响。     

基于双目视觉的空中加油锥套定位与对接控制

针对插头-锥套式自主空中加油对接过程中实时获取加油锥套空间位置及控制导引的问题, 提出了一种结合深度学习(改进的YOLOv4-Tiny)和双目视觉匹配的快速定位方法。通过插入空间金字塔池化(spatial pyramid pooling, SPP)模块和修改部分卷积层结构, 改进后的YOLOv4-Tiny对416×416的输入检测速度达到182 Hz。与原网络相比, 体积减小20.47%, 在测试集上的平均交并比提高5%;制作了加油锥套的缩比模型进行开展视觉定位实验, 实验中平均深度预测误差小于5%, 空间位置预测符合预期。通过引入一种建立在Yolo预测基础上的快速边缘拟合方法, 获得锥套的椭圆形特征。此外, 建立了一种基于投影算子的模型参考自适应控制(model reference adaptive control, MRAC)增广控制器, 在受油机机体坐标系下跟踪锥套目标。仿真结果显示, 受油机在锥套平面中的平均跟踪误差小于加油锥套的捕获半径, 满足对接要求。     

A Refueling Scheme Optimization Model for the Voyage Charter with Fuel Price Fluctuation and Ship Deployment Consideration

Due to the long operation cycle of maritime transportation and frequent fluctuations of the bunker fuel price, the refueling expenditure of a chartered ship at different time or ports of call make significant difference. From the perspective of shipping company, an optimal set of refueling schemes for a ship fleet operating on different voyage charter routes is an important decision. To address this issue, this paper presents an approach to optimize the refueling scheme and the ship deployment simultaneously with considering the trend of fuel price fluctuations. Firstly, an ARMA model is applied to forecast a time serials of the fuel prices. Then a mixed-integer nonlinear programming model is proposed to maximize total operating profit of the shipping company. Finally, a case study on a charter company with three bulk carriers and three voyage charter routes is conducted. The results show that the optimal solution saves the cost of 437,900 USD compared with the traditional refueling scheme, and verify the rationality and validity of the model.     

基于Bayes方法的飞机压力加油系统优化设计

针对某型飞机地面压力加油系统存在的常用加油量加油时间过长的问题,提出了一种新的系统优化设计方案。基于该型飞机的常用加油方式为有余油的小加油量加油,并充分考虑到机翼油箱组和机身油箱组的不同特点,提出按机翼油箱组和机身油箱组分别单独进行加油系统优化设计。机翼油箱组按照各油箱同时满油的目标设计,机身油箱组采用Bayes优化方法对节流孔径进行优化设计。系统性能的计算结果验证了该方法的有效性。     

空中加受油仿真中尾流扰动的建模与仿真

对现代军机空中加受油仿真中的加油机尾流仿真进行了研究,论述了加油机尾流的组成流场、形成原因和对受油机的扰动作用。根据飞行试验数据资料和缜密的理论推导,将加油机尾流对受油机的扰动作用分为纵向和横向两个通道,并分别建立了空中加受油仿真的尾流扰动仿真模型,并给出了在实际工程应用中的调试方法。建立的加油机尾流扰动仿真模型在某型飞机飞行仿真系统应用中收到了很好的效果。     

变质量分布硬式加油管建模与反演自适应控制

硬式加油技术适合给大型飞机加油,能与软式加油形成功能互补。研制硬式加油技术,需要解决伸缩管动力学建模与控制问题。在加油机定直平飞的前提下,建立了考虑伸缩管质量分布变化与气动参数不确定性的动力学模型。将不确定性视为复合扰动,采用反馈线性化实现标称系统的解耦,并分别为俯仰与滚转子系统设计了非线性干扰观测器与反演自适应控制器。仿真结果表明,复合控制器在多种不确定性条件下能达到一致的控制效果,控制性能优于常规增稳控制系统。     

On parametric approach of aerial robots' visual navigation

In aerial robots＇ visual navigation, it is essential yet very difficult to detect the attitude and position of the robots operated in real time. By introducing a new parametric model, the problem can be reduced from almost unmanageable to be partly solved, though not fully, as per the requirement. In this parametric approach, a multi-scale least square method is formulated first. By propagating as well as improving the parameters down from layer to layer of the image pyramid, a new global feature line can then be detected to parameterize the attitude of the robots. Furthermore, this approach paves the way for segmenting the image into distinct parts, which can be realized by deploying a Bayesian classifier on the picture cell level. Comparison with the Hough transform based method in terms of robustness and precision shows that this multi-scale least square algorithm is considerably more robust to noises. Some discussions are also given.