采用双机协同的指令修正惯性中制导方法

为了修正中远距空空导弹惯性中制导过程中的导航误差,提出了采用双机协同的指令修正惯性中制导方法。首先,建立中制导段的运动方程,介绍双机协同探测获取导弹位置信息和角度信息的原理,给出弹上计算机解算导航信息的方法;其次,设计含有指令修正的捷联惯性导航系统(SINS),列出系统的状态方程和量测方程;最后,为解决导航系统的非线性问题,引入无迹卡尔曼滤波(UKF)算法。仿真结果表明:双机协同定位方法能够在一定的精度范围内解算出导弹的导航信息,UKF算法能很好地解决导航系统的非线性问题,采用双机协同的指令修正方法能够修正SINS的导航误差,提高中制导的精度。     

基于OpenGL的虚拟现实技术在遥操作机器人系统的研究与实现

为了创建具有良好沉浸感和真实感的虚拟现实操作环境,从而使操作者更直观地感知遥操作机器人所处的工作环境,并准确地发出执行指令,对空间机器人远距离遥操作中的虚拟现实系统进行了研究与开发.利用3D建模与OpenGL等关键技术创建遥操作虚拟环境,通过手柄对真实机械臂与虚拟环境中的模型同时进行控制驱动.操作人员可以改变虚拟环境中的视点和视角,依靠更加生动的视觉临场感信息,实现单一的视频反馈所不能达到的监控效果.在模拟大时延的条件下,利用现场真实的信息去修正预测误差,提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力.系统结构清晰,可以进行模块拓展并方便二次开发.     

时延力觉临场感遥操作机器人系统预测控制研究

通讯时延是造成力觉临场感遥操作机器人系统不稳定和操作性能下降的关键因素，针对时延问题，提出了一种适用于时延力觉临场感遥操作机器人系统的广义预测控制方法，该方法通过预测控制器产成实时的预测力反馈以消除时延的影响．此外，为使该方法应用于遥操作机器人未知环境作业，本采用AUDI辨识算法对环境模型进行辨识．构造实验系统，通过实验验证了该方法的有效性．     

基于混杂动态系统的机器人网络遥操作控制

机器人网络遥操作中的信息传递具有不确定时延特性,使得操作者无法及时、准确地了解现场信息,从而无法就机器人当时所处状态给予有效的控制．针对这种情况,文中从混杂动态系统的角度出发,采用监督控制方法对整个机器人网络遥操作系统进行建模和控制．通过在远端（机器人端）建立监控器来解决不确定时延所造成的问题,实验结果证明了该方法的有效性．     

融合阻抗控制的虚拟现实遥操作技术研究

以空间机器人在轨服务为背景,建立了卫星自维护系统的地面遥操作平台,利用虚拟现实技术克服了时延对机器人遥操作的影响.为提高遥操作性能、减少操作者压力,提出了在主操作端(主端)利用虚拟夹具法辅助进行任务规划,并在从机器人端(从端)采用对模型误差具有鲁棒性的阻抗控制方法.在主端采用手动操作或虚拟夹具,同时从端采用位置控制或阻抗控制4种组合的情况下,遥操作机器人完成了打开太阳能帆板的任务.实验比较了操作过程中机器人腕部的受力情况.结果证明该方法可以有效地减少操作者压力且提高操作性能.     

基于标准双边控制的改进力反馈遥操作方法

针对空间机器人遥操作过程中的通讯时延问题,提出一种改进的PD双边力反馈遥操作控制系统。首先从理论上推导该控制系统绝对稳定的条件。在保证系统稳定的前提下,进一步研究提高系统透明性的方法并给出控制参数的约束条件。通过与标准PD双边控制方法的对比实验以及固定时延与变时延2种不同条件下的仿真实验,验证该改进方法具有显著提高遥操作系统透明性和跟踪性能的作用。研究结果表明:所推导的稳定性条件和透明性分析结论进一步完善了该PD双边控制方法,可对复杂遥操作系统中应用该方法提供参考。     

时延力觉临场感遥操作机器人系统预测控制研究

通讯时延是造成力觉临场感遥操作机器人系统不稳定和操作性能下降的关键因素 ,针对时延问题 ,提出了一种适用于时延力觉临场感遥操作机器人系统的广义预测控制方法 ,该方法通过预测控制器产成实时的预测力反馈以消除时延的影响 .此外 ,为使该方法应用于遥操作机器人未知环境作业 ,本文采用AUDI辨识算法对环境模型进行辨识 .构造实验系统 ,通过实验验证了该方法的有效性 .     

基于Internet机器人遥操作系统的实现

借助于Internet资源的诸多便利条件,为建立基于Internet的机器人遥操作系统实验平台,构建了双向力反馈遥操作机器人系统的框架结构,系统设计着重考虑了客户端、WEB服务器、机器人服务器等之间的接口和实现方法,给出了各个模块的具体实现方法,实现了系统的遥操作.对所设计的系统进行了多项测试,测试结果表明系统达到了设计的要求.图3,参8.     

多智能机器人系统中的自适应导航算法

根据机器人的运动方程,考虑移动障碍和机器人的速度信息及在它们与机器人之间3个方程的距离,提出了动态环境中控制机器人导航的算法,得出机器人避障最小距离,并针对环境中典型的情况进行理论分析。该算法减少了机器人实时计算路径的花费,特别适用于机器人在复杂、动态环境中实时路径控制,所提算法的有效性由实验验证。     

基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法

为了克服传统主从遥操作方法需要进行大量的正/逆运动学解算且操作复杂、不直观的缺点,利用惯性动作捕捉设备将人体手臂动作信息引入遥操作控制回路中,提出了一种基于惯性动作捕捉的主从遥操作关节空间直接控制方法.然后,提出了一种基于四元数的关节空间非奇异映射算法,用于构建虚拟手臂模型,并利用该模型直接控制远端机器人的关节空间.试验结果表明,该方法可以直接控制远端机器人的关节空间,关节空间控制误差小于0.2°;末端位置控制精度小于10 mm,与基于手控器的传统主从遥操作方法相当.因此,基于惯性动作捕捉的主从遥操作方法不仅可以对远端机器人末端位置进行精确控制,而且可以直接控制远端机器人的关节空间,提高操作者的直观性和灵活性.     

基于姿态传感器进行感兴趣区域压缩的园区无人车图传

园区无人车需要同时用于视觉导航、监控及控制信号传输的带宽.在实时提供图像信号的同时,不过多占用带宽,成为园区无人车图传的关键.而用于导航监控的图像要求水平范围视场具有较高的图像质量,但车辆行驶过程中路面不平整,使得水平视场的获取呈现一定难度.过多的带宽占用会影响无人车视觉导航、监控及控制信号的传输,因此,在低带宽条件下实现图像数据传输的实时性是无人车图传研究的重点.为了平衡图像质量与带宽占用,本文提出基于H.264/AVC算法,利用姿态传感器实现以水平视场为感兴趣区域的图像压缩算法,对视频帧分为感兴趣区域和非感兴趣区域采用不同的压缩比压缩.相比H.264/AVC算法,此方法在保证图像质量的情况下,能够实现更高的压缩率,对网络带宽更友好.     

基于参数空间法的SINS/GPS制导炸弹滚转控制器设计

针对捷联惯性导航/全球定位系统(SINS/GPS)制导炸弹制导控制系统工作特点,利用参数空间方法,设计了各种投弹条件下滚转通道的控制器参数,提出了快速解算控制器参数的拟合方法.然后进行了有初始滚转扰动下的滚转控制数字仿真.仿真结果显示,时频特性均满足给定设计指标,滚转角速度和滚转角在滚转控制器作用下一致收敛,表明该方法有效,可为控制系统设计提供参考.     

基于电磁效应的轮式智能车导航控制

以智能交通概念原型系统为背景,引入电磁效应构建了微型道路交通线路,采用微型控制器设计了在缩微交通环境中行驶的轮式小车导航与控制系统.根据沙盘区域的实际几何参数,建立了可行的行驶路线网络,引入RFID设计了交叉路口的转向策略,实现了多辆车模按照设定路径的准确行驶.针对电磁效应导航线的识别进行了理论分析,给出了系统架构和传感器布局,以及小车偏航距离与方向的判断方法.实际测试表明,所设计的电磁导航控制系统能够稳定运行,可引导小车在复杂的道路网络上准确行驶.     

量测信息引导的组合导航融合滤波方法

针对组合导航系统中各子系统量测输出速率不同的情况,提出了一种量测信息引导的组合导航融合滤波方法.该方法采用信息量与信息当量来描述当前时刻的所有可用信息,并基于加法原理,利用状态预测和当前可用的量测值来更新状态估计,实现最优融合估计.仿真结果表明,该方法能够应用于多量测信息非等间隔输出的情况,即使某子系统失效时也能正常工作,且能够取得较好的融合滤波效果,相较于联邦滤波和集中滤波具有更好的实时性能.     

无人作战平台认知导航及其类脑实现思想

无人作战平台将是未来空天战场的主要作战力量,认知导航正是应无人化平台智能自主运行控制的需要而提出的新型导航技术。通过对认知导航进行了深入剖析,给出了认知导航的基本内涵,以及在这一内涵下的认知导航框架结构和导航信息处理流程,并分析了认知导航所具备的新质导航能力,探讨了采用"类脑"技术实现认知导航的新途径,最后提出了实现认知导航需要解决的关键技术。为实现无人化作战平台智能自主能力提供了理论框架,具有较强的指导意义。     

精确定点归航翼伞控制系统的研究

采用嵌入式归航控制器、双天线GPS定位定向仪、无线数传机、大力矩直流伺服电机等设备,自主设计归航控制、落点预置、遥控通讯和GPS数据处理等软件,研制具有自动归航和人工遥控归航2种工作模式的精确定点归航翼伞控制系统.其中,在自动归航模式下系统根据GPS收到的位置航向等信息控制翼伞向预设目标点靠近;而在人工遥控的模式下,由地面操作人员通过地面控制计算机发送无线遥控指令控制翼伞归航.对该控制系统进行系统地面联试和负载试验的验证.研究结果表明:本研究提供的控制系统满足了可控翼伞定点归航的需要.     

基于毫米波探测器的炸高可选择近炸引信的炸高解算方法

为满足新一代箱式远程制导火箭弹系统及其新型战斗部的需求,对单型炸高可选择近炸引信进行研究.该型引信的炸高覆盖范围大且炸高可选择,既能满足大威力整体战斗部和电磁脉冲战斗部的炸高需求,又能满足子母战斗部的精确定高开舱需求,对提高陆军精确打击能力具有重要的军事价值.为此,提出一种基于毫米波相控阵探测器的炸高解算方法,通过相控阵探测器测高数据与惯性导航数据的融合处理,实时计算火箭弹飞行高程,从而实现炸高控制.并且将融合结果作为惯导的初值来计算下一时刻的惯导测高数据,在一定程度上减少了由于时间积累造成的惯导测量误差,提高了测高精度.仿真实验证明了该方法的有效性和炸高解算精度.      

制导炸弹滚转通道控制方法研究

制导炸弹飞行过程中,弹体动力学参数发生较大变化,同时弹体受到各种干扰因素的影响.为了保证制导精度,要求控制器具有良好的鲁棒性和指令跟踪能力.基于参数空间方法和变结构控制理论,提出了两种制导炸弹滚动通道控制器设计方法.首先,从理论上对两种控制器的鲁棒性进行了分析;然后,分别使用两种方法对某制导炸弹滚转通道控制器进行了设计.最后经仿真分析,两种控制器均具有良好的鲁棒性;在指令跟踪能力上,变结构控制器要优于参数空间方法控制器.     

惯性导航系统极区导航参数解算方法

针对惯性导航系统(INS)极区航向、速度误差增大和大圆航线航向角快速改变的问题,提出了一种INS极区导航参数解算方法.首先研究了极区INS误差抑制机制,构建了椭球面栅格航向基准模型,然后利用INS解算的导航参数信息,实现了栅格航向和栅格速度解算,最后完成了极区导航参数导航性能评估.理论分析和仿真结果表明,该方法计算简单,解算的导航参数有利于极区航行监控和航行绘算;栅格航向和速度精度明显优于地理航向和速度精度,可以满足极区载体航行需求,提高了INS极区导航性能.     

基于改进A*与DWA算法的物流机器人路径规划

传统的仓库物流AGV移动机器人一般按照铺设的磁轨道进行作业,导致机器人搬运路线并非最优路线,工作效率较低。本文研究了一种基于ROS操作系统的路径规划自主控制算法,从实际应用场景出发,对移动机器人运行的仓储环境SLAM地图构建,对传统的A*算法和DWA算法进行改进优化,并在ROS开发平台上开发程序,进行实验验证。实验结果表明,该方法能有效实现自主导航、动态避障功能以及路径优化,并从路径转折次数、运行总时间、运行总路径长度等角度验证了策略的有效性。