骨骼服直接力控制方法研究与仿真

骨骼服是一种将机械动力装置的机械能量与人的智能相结合的机器人.骨骼服控制中的难点问题是,能够有效控制骨骼服使其跟随人体运动,并保持人机之间的作用力最小.针对该问题提出了一种直接力控制策略,其特征有两点,一是在人机之间安装力传感器,使得控制器了解人的意图;二是控制器不需要精确的骨骼服数学模型,简单实用.仿真结果说明所设计的控制器能实现骨骼服对人体运动的跟踪,同时有效降低人机之间的作用力,并对环境变化和负荷变化具有一定的鲁棒性.     

基于模型跟随的神经网络非线性重构控制

针对歼击机在结构故障下的动力学方程 ,提出了一种基于径向基函数 (RBF)神经网络的模型跟随非线性重构控制策略。该方法不必精确已知系统故障的位置及其损伤程度 ,可直接对故障系统实施重构控制 ,使其输出能精确跟踪期望参考模型的输出。该方法在模型跟随重构控制的基础上 ,引入了神经网络控制器 ,以补偿故障引起的非线性因素的影响。理论分析和仿真验证表明 ,所提方法可保证闭环系统具有良好的重构性能和很强的鲁棒性 ,且算法高效简单 ,易于计算机在线控制。     

人机融合决策智能系统研究的多学科启示

通过对决策支持系统发展分析 ,结合现代信息技术发展 ,提出了人机融合决策智能系统的概念 ,并且从决策科学、系统科学等多学科视角 ,深入分析人机融合决策智能系统地位、作用、研究的指导思想、研究内容、理论和技术基础 .较为系统地提出理论研究架构 .     

基于Stretch处理的ISAR成像补偿新方法

针对Stretch体制的ISAR成像处理中本振信号延时误差的补偿问题,提出了基于延时量补偿的运动补偿方法。该算法先将每次回波的时间基准补偿到相同位置,用以消除时间量化误差的影响,再利用包络对齐和相位聚焦,用以补偿本振信号延时误差。同传统算法相比,该算法不受时间量化误差的影响,能够精确补偿本振信号延时误差。通过仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于ADS-B的多站时间同步系统的偏差联合估计方法

针对基于广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance broadcast,ADS-B)的多站时间同步系统中ADS-B位置误差、站址测量误差和时差测〖JP2〗量误差等因素对同步精度的影响,建立了偏差条件下基于ADS B〖JP〗的多站同步模型,给出了理论同步误差的计算方法,指出引起显著同步误差的系统延时误差。提出一种延时误差和待同步站钟差的联合估计方法,理论推导了克拉美-罗下限(Cramer-Rao lower bound,CRLB)。基于同步精度分布图,分析了偏差消除前后作为标校站的飞机的航向对同步精度的影响。计算机仿真分析表明,基于ADS B的多站同步系统的延时误差和待同步站钟差联合估计方法的估计性能,可以达到CRLB,显著提高了同步精度。     

人机一体化协同决策研究

基于人机一体化思想开展人机协同决策研究,并针对企业生产计划管理决策,初步实现了人机一体化协同决策.     

高超声速滑翔飞行器动态逆解耦跟踪控制方法研究

针对临近空间高超声速滑翔飞行器再入段俯仰偏航以及滚动三通道运动存在非线性耦合严重的情况,建立了高超声速滑翔飞行器的多变量强耦合非线性时变倾斜转弯控制模型,提出了一种将过载控制转化为所需迎角侧滑角及滚转角误差的三通道联合跟踪控制方法,根据高超声速滑翔飞行器制导回路快速性的动态性能要求,设计了一种基于非线性动态逆及状态反馈的解耦综合控制器,闭环仿真结果表明该方法能够实现三通道运动解耦控制和制导指令跟踪,满足系统动态性能的要求。     

基于CMOS的超宽带信号产生电路设计与仿真

目前超宽带信号的产生主要使用模拟电路,设计完成之后波形参数便无法调节.现有使用数字电路产生超宽带信号的方法虽然可以调整某些参数,但是产生的波形较为单一.提出一种基于数字CMOS工艺的超宽带信号产生电路,使用DLL(延时锁环)的各级延时信号提供精确的控制时序,使用电流源阵列产生需要的充放电电流,通过对电容充放电的精确控制,产生随控制数据动态变化的超宽带信号.在0.18 um CMOS工艺下对电路进行了仿真,分析了波形的误差及其原因.     

人机环耦合效应下卫星天线装配概率风险分析

卫星天线展开机构装配工序复杂，主要依赖人工装调，装配过程中可靠性安全性风险因素众多且相互耦合，直接影响天线装配质量和效率。为此，提出一种基于贝叶斯网络的概率风险评价方法。首先，在全面识别装配过程风险因素的基础上，构建事件树模型，并采用贝叶斯网络建立考虑人机环风险耦合的中间事件可靠性模型。然后，采用人因可靠性等方法进行模型量化与不确定性分析，并开展敏感性分析与风险重要度排序。最后，以某型星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)天线展开机构为例，说明了所提方法的工程适用性。该方法可为飞船、运载火箭等人机耦合系统的风险分析与量化提供一定的参考。     

VR外设驱动的虚拟人姿态优化仿真方法

为解决常用的VR外设为穿戴于操作者身上的位置跟踪器,会给操作者带来额外不便的问题,提出一种基于视觉传感器组合的虚拟人驱动方案,实现简便无标记虚拟人运动实时驱动。引入参数化人体模型SMPL(skinned multi-person linear),通过最小化多个误差项组成的目标函数,改进算法提高虚拟人驱动精度,并计算得到符合真人形态与姿态的拟合人体模型数据,实现操作姿态人机工程学评价。实验结果表明：所提出的虚拟人数据驱动方法具有有效性。     

一类可修的人机系统解的渐近稳定性

研究了两相同部件温储备可修的人机系统,利用由该系统所决定的算子A+B生成的Banach空间中的正压缩C0半群,证明了此系统的非负稳定解恰是算子A+B的.本征值对应的本征向量,同时通过研究算子A+B的谱特征,得到了算子A+B的谱点均位于复平面的左半平面且在虚轴上除0点外无谱的结论,进而得到了该系统的渐近稳定性.     

VR环境下的矢量场可视化交互感知技术研究与应用

提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法，将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机鲒合起来，给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术，用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场数据进行自然交互，更快捷的发现并感知数据中感兴趣的或较隐蔽的细节部分，使许多抽象的、难于理解的原理和规律变得更容易理解。最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证，并应用在工程实践中。     

虚拟物体力/触觉交互算法的研究进展

虚拟物体在受力作用时的力/触觉交互算法是虚拟环境中力/触觉人机交互的关键。分析了虚拟物体力/触觉交互算法的研究难点。介绍了当前十一种有代表性的力/触觉交互算法,并在此基础上对这些算法的优缺点进行了比较。最后对力/触觉交互算法的发展趋势进行了展望。     

基于表面肌电控制的虚拟人机交互系统

实现了一种基于肌电信号手势识别的实时虚拟人机交互系统。系统采集受试者执行六类不同手势动作时的上肢肌肉表面肌电信号,对其进行模式识别,并将识别结果作为虚拟物体的控制信号,控制虚拟飞机执行三个自由度的飞行动作,从而实现人与虚拟环境的友好交互。对10位受试者进行的单用户和多用户控制测试实验表明,实现的虚拟人机交互系统可实现基于肌电信号的虚拟人机交互,且具有虚拟环境生动形象、控制准确率高等特点。     

变自主权限认知决策辅助系统研究

智能驾驶员认知决策辅助系统是提高系统完成任务有效性和作战生存性以及降低驾驶员负荷的重要技术手段。从认知自动化与认知人机协调和协作的角度，研究了认知决策辅助系统中可变自主权限划分与功能分配的原则和方法，并进行了权限级别的划分。通过权限管理策略与信息管理系统实现驾驶员与决策辅助系统之间的集成，并给出了系统集成结构，实现驾驶员和智能系统之间的有机协调与协作，提高作战飞机系统的综合性能。     

基于运动跟踪和交互仿真的工作设计

为了在设计阶段早期就可以考虑工作任务、工作空间以及人与系统的匹配问题,运用多相机成像和图像处理技术实现了一套人体运动跟踪系统。运用该系统可以获取虚拟工作空间中实际工作者的动作信息,通过实时的人机交互仿真实现工作者与虚拟对象的自然交互,通过仿真对工作设计进行评价,评价内容包括工作空间可及性、工作任务可完成性、完成绩效以及满意度等。所构建的原型系统已经用于多种工作动作的跟踪、仿真和评价。     

基于视线追踪的人机交互仿真系统的研制与应用

基于自主设计并实现的视线追踪方案,提出一套新的有广泛应用前景的人机交互方法,并构建了一个仿真原型系统。首先,利用机器视觉技术实现了非穿戴式的实时视线追踪,并采用带头动补偿的视线方向计算模型体系,使得视线追踪能适应操作者头部在一定范围内的活动。面向交互,根据眼动心理学的相关理论提出了基于眼动状态的有意眼动命令识别方法。实际测评结果表明,这样既提高了眼动命令输入的有效性,同时也减少了实时眼动输入给操作者带来的困扰,使人机交互的过程更加自然、和谐。     

基于RBF网络的虚拟仪表人机界面评价方法

提出了基于RBF网络的虚拟仪表人机界面主观评价方法和评价指标。利用RBF网络的自组织、自学习与自适应特性对网络进行训练,使网络学习隐含在训练数据中的人机界面主观评价指标的权重规律,自适应调整主观评价指标的权重,克服了主观赋权法的随机性因素影响。建立了虚拟光柱表人机界面,开发了基于RBF网络的虚拟光柱表人机界面主观评价模型;对训练样本数为50,75和100的三组虚拟仪表网络模型进行了误差分析。分析结果表明,采用75个训练样本可以得到满意的主观评价精度。     

基于线素的力觉人机交互建模和实时渲染方法

针对空间路径引导的力觉交互过程,提出了线模型的建模思想以及实时渲染方法。在建模方法中,提出线素的概念,把三维空间复杂轨迹分解为基于线素(LIXEL)的有序拓扑装配连接。线素间的拓扑关系采用特征点描述,基于特征点实现基本线素的拼接和顺序定义。在实时渲染方法中,提出了一种基于DeCasteljau算法的三阶Bezier曲线模型的快速碰撞检测算法,以满足1kHz力信号更新率的要求,并提出了在书法力觉交互过程中基于检测特征点平面的稳定性处理方法。基于线模型方法构建了具有力反馈的书法训练系统,并进行了试验验证,证明采用线模型方法构建的力觉交互系统能够稳定、逼真地模拟钢笔书法训练时的力觉导引过程。