高超声速飞行器新型攻角约束反演控制

针对考虑攻角约束的高超声速飞行器控制问题,提出一种受限指令滤波器与预设性能方法相结合的反演控制方案.首先,从高超声速飞行器运动模型中划分出高度子系统并基于反演控制方法设计控制器.为了解决攻角约束问题,构造受限指令滤波器对攻角虚拟指令限幅并保证指令的可导性.然后,利用预设性能方法预先设定约束范围,保证攻角跟踪误差始终满足...     

导弹伪攻角反馈三回路驾驶仪设计分析

阐述了几种典型过载驾驶仪的结构演变过程,对传统三回路驾驶仪的结构进行了适当改进,提出了采用伪攻角作为反馈信号的三回路驾驶仪新结构。研究了驾驶仪工程指标与闭环极点之间的对应关系以及从状态反馈到输出反馈的变换技术,给出了基于输出反馈极点配置的伪攻角反馈三回路驾驶仪设计方法。研究结果表明,伪攻角反馈三回路驾驶仪消除了传统三回路驾驶仪的静差,并具有与其相似的控制特性以及鲁棒性能。分析结果显示,两种结构的三回路驾驶仪对静不稳定弹都具有较好的稳定控制性。     

非常规炮弹阻力系数与攻角辨识方法研究

提出了利用韦布尔雷达测量的速度及弹道参数来辨识非常规弹丸飞行的阻力系数和攻角的方法。采用多段样条方法提取阻力系数,可以保证阻力曲线的一阶连续性,且能准确地辨识出从亚音速到超音速下的阻力系数。将辨识得到的阻力系数与吹风得到的阻力系数进行对比,从而验证了该方法的正确性。根据建立的弹丸飞行运动学方程,推导出攻角与弹丸物理参数、气动力参数及飞行参数的关系,并根据雷达测试数据辨识了弹丸飞行的不同阶段攻角随时间的变化规律。结果表明利用雷达数据对非常规弹丸飞行的阻力系数与攻角进行辨识的方法是可行的。     

基于改进反向传播算法的跨音速攻角补偿修正研究

跨音速飞行时攻角传感器误差显著增大,严重影响飞机的正常飞行。针对飞机试飞与正式装备时攻角传感器采取不同配置的特点,以及传统反向传播(back-propagation, BP)算法的不足,基于改进BP算法中Levenberg Marquardt (LM)算法,设计了一种跨音速攻角补偿修正算法。利用某型飞机的实际试飞数据对基于LM算法的BP神经网络进行了训练与测试,结果表明,经BP神经网络补偿修正后的攻角能够基本消除跨音速段原始测量攻角的剧烈波动,并与真实攻角吻合效果好。     

基于实时车流感知的端限量式单通道车辆通行控制方法

针对限量式单通道双向通行控制问题,基于GPS车流感知数据提出了一种端限量式单通道双向自适应通行控制方法。通过在单通道及两端划设扫描区、等候区、单通道内三大类区域,利用GPS定位数据实时感知分析车辆在单通道两端行驶的10种状态,构建了单通道车辆通行控制策略分析模型,对车流数据进行动态汇总和饱和度分析,然后根据"按需分配"和"端总量控制"策略提出了一种自适应双向通行信号控制策略,在此基础上研发了端限量式双向通行自适应信号控制系统.最后利用某大型露天矿单道平硐进行了实例验证,应用表明:该方法能够有效控制单通道车辆的双向限量通行,避免了车辆运输过程中的行驶冲突,减少了车辆"空等"时间和油耗,提高了单通道通行效率,大大提高了车辆的运输效率.     

钢靶运动对弹丸侵彻效应影响的仿真研究

为了研究靶板侧向运动对弹丸正侵彻效应的影响,运用ANSYS/LS-DYNA模拟在不同攻角条件下弹丸对不同运动速度靶板的正侵彻效应。计算结果表明:无攻角条件下,当靶板侧向运动时,弹丸的剩余速度小于侵彻静止靶板时的剩余速度,有攻角时则相反;靶板运动速度对弹丸侵彻姿态影响比较明显,且弹轴与初始位置的最大偏转角随弹靶X方向的速度之差的增加而增加。本研究揭示了侵彻运动靶过程中弹丸侵彻姿态、速度等的变化规律,可为打击运动目标的有关弹药设计提供参考。     

无人机航迹角的非线性增益递归滑模控制

针对固定翼无人机(unmanned aerial vehicles,UAVs)自主着陆过程中的航迹角跟踪控制问题,提出了一种非线性增益递归滑模控制方法。通过引入一个新的非线性增益函数,并设计含有积分项的递归滑模面,在保证航迹角跟踪控制精度的同时有效改善了控制系统的动态品质,克服了常规动态面控制(dynamic surface control, DSC)方法对于量测噪声敏感、容易引起执行器饱和的缺点。理论证明了所得航迹角跟踪控制系统所有状态半全局一致最终有界,航迹角跟踪误差可以收敛至原点的指定小邻域,且对于非时变干扰和常值指令不存在稳态跟踪误差。在YF-22模型机上进行的数值仿真验证了本文方法的优越性。     

着速和着角对硬目标侵彻过载影响的数值仿真分析

利用数值仿真工具LS-DYNA3D,对整体侵彻弹侵彻有限厚混凝土靶板问题进行了数值模拟实验。仿真结果表明,着速和着角对侵彻过载有很大影响,着速越高,侵彻过载峰值越大;着角越小,过载曲线越平滑,过载峰值的出现也渐显规律。仿真实验结果与试验相符,为硬目标侵彻引信的设计及性能评估提供参考。     

基于航迹的飞机姿态角建模与仿真

基于飞机的动力学方程、运动学方程等给出了用航迹向量函数一阶、二阶导数计算飞机姿态角的方法。重点讨论了飞机气流倾斜角的计算方法。首先给出了气流倾斜角正切的计算公式,然后利用飞机在飞行过程中,左右翼下沉与航迹曲线主法向向量的指向之间的关系,给出了确定气流倾斜角正负号的方法,在此基础上给出了飞机气流倾斜角的计算公式。利用该公式推导了斜平面上飞机做变加速圆周运动气流倾斜角的计算公式。通过对比六自由度飞机运动模型姿态角的计算结果,验证了姿态角计算公式的有效性。     

力学环境载荷对运行状态下舵机影响的仿真研究

电动舵机是直升机等飞行器精确制导的关键部件。随机振动与冲击将直接影响其工作特性。基于多软件联合仿真,提出了一种可用于分析力学环境对舵机工作状态影响的新方法。通过UG建立舵机模型,在应用ADAMS分析舵机正常工作时的力学特性的基础上,采用Patran/Nastran完成了随机振动分析和冲击特性分析,得到了振动、冲击激励对舵机结构和工作特性的影响。并利用振动台进行扫频实验,实验结果表明,所提出的建模、仿真及相关分析方法可有效应用于电动舵机以及其他机电结构的耐力学分析与设计中。     

自适应拥塞控制系统中LDoS攻击仿真和分析

针对自适应拥塞控制系统操作特性所出现的低速率拒绝服务攻击（LDoS,Low-rate Denial of Service attacks）是近年来的一类新型DoS攻击。与传统洪范式DoS攻击相比,LDoS具有攻击效率更高、检测难度更大等特点。在对常用攻击模拟分析平台NS2进行缺陷分析的基础上,提出了一种基于有色Petri网（CPN）的LDoS攻击系统建模方法,应用仿真工具CPN Tools实现了对目标系统行为及LDoS攻击效果的仿真,并在此基础上提出了一种基于自适应资源投放的系统防范方案,仿真结果表明此方案能够有效降低LDoS攻击对目标系统服务质量的影响。     

空时MIMO信道模型的研究与仿真实现

对基于统计相关的MIMO信道模型进行了深入研究,提出了-种空时MIMO信道建模方法,并基于C语言搭建了MIMO无线信道模型的仿真平台.这一仿真模型同时考虑了时延扩散,多普勒效应、渡达方向及角度扩展等信道参数,能够完整地描述无线衰落信道的空间、时间以及频率特性,具有运算复杂度低、产生简便等优点,从而为MIMO无线链路性能仿真、系统容量分析以及实现算法性能评估提供了有力工具.     

多足仿生行走机构单足动画仿真建模及实现

对多足仿生行走机构在行走时机架的间歇运动特点进行分析,指出其仿真建模关键是确定在足触地前主动件的对应转角区间并据此建立分段表达的该机构单足行走运动学方程,基于该方程使用MATLAB软件开发了相应的仿真程序,最后提出了数值图形仿真方法以检验前述方程和仿真程序的正确性,并结合实例阐述了该方法的可行性并给出了该机构在足着地而机架变速平移时使用该方法的验证结果.从而为该仿生行走机构的动力学仿真提供了理论和技术基础.     

敏捷导弹大角度姿态控制系统设计

研究了具有大离轴角及越肩发射能力的敏捷导弹初始段敏捷转弯的控制方法,用反作用喷气控制系统来提供大角度敏捷转弯时大攻角飞行的控制力矩。首先利用时标分离的思想将导弹姿态控制系统的运动学部分和动力学部分分别视为慢变子系统和快变子系统,然后应用动态逆和变结构控制相结合来设计各子系统的控制律;最后,在考虑了导弹各个环节非理想因素的情况下,对导弹进行全耦合状态下三通道联合仿真。仿真结果表明所提出的控制方法,能够有效消除敏捷导弹大角度姿态机动时的结构参数变化以及各种外部干扰的影响,可以很好地控制导弹的大迎角机动飞行,鲁棒性强,简单易行,具有一定的实用性。     

基于OpenGL的导弹攻击过程可视化仿真

运用OpenGL图形库,研究了三维对象的建模方法、特殊效果产生技术、模型的数据驱动及视点变化技术。建立了舰船、飞机和导弹的三维模型,制作了大海、天空、岛屿、爆炸等特殊场景。实现了导弹攻击过程的可视化仿真,试验者可通过视景仿真终端从任意距离和角度观察导弹的攻击过程。     

仿真技术在足球整体进攻训练中的应用

仿真技术优势明显,在足球运动应用领域有着广阔前景。目前足球进攻训练大多以直观、经验和现场实践为主,缺少专业化的情景再现和系统化的理论支持。利用VisualC++开发平台和计算机模拟仿真编程设计方法将足球训练虚拟化,再现不同比赛训练场景下足球整体进攻演练。结果显示仿真技术实现的训练情境远多于实际,可作为足球整体进攻训练的辅助工具,丰富足球整体进攻的训练手段,帮助球员准确理解战术体系,推动足球训练的科学化发展。     

主动悬架单神经元模糊PID控制策略与仿真

在ADAMS/view下建立了1/4车辆主动悬架机械模型,在此基础上生成了车辆主动悬架系统的动力学方程.提出了将单神经元自适应模糊PID控制策略用于对主动悬架的控制,完成了参数的在线自整定,使系统具有较好的自适应和鲁棒性能.利用ADAMS与MATLAB联合仿真结果表明,采用自适应模糊PID控制策略是可行的,与被动悬架和广泛应用的LQG控制相比有效地降低了车身加速度,提高了悬架的平顺性.     

基于HLA的潜艇隐蔽作战仿真系统开发研究

首先阐述了基于HLA的潜艇隐蔽作战仿真系统的软硬件结构，然后具体介绍了潜艇指控系统的功能及其仿真设计，并进行了对象类和交互类设计开发，最后给出了整个潜艇隐蔽作战仿真系统的工作流程。     

多目标火力分配的系统动力学模拟

单兵种对多兵种作战的最优策略是研究多兵种对多兵种作战最优策略的基础。利用微分对策论,通过建立一对多交战的微分动力学模型,推导了单兵种对抗多兵种作战过程中火力分配最优策略的表达式,给出了推导过程。利用系统动力学的建模理论,以一对二交战为例,说明了系统动力学建模及仿真方法,建立系统动力学流图并进行了仿真。系统仿真模型编程简单,运算速度快,可实时跟踪所有中间变量,有利于对建模和计算机作战模拟不熟悉的决策人员参与设计、分析。