飞行模拟器新型倾斜协调体感算法应用分析

经典洗出滤波算法在一次突发过载运动后,平动低频输出持续加速度与参考加速度存在较大的感觉误差,为提高模拟器动感逼真度,针对经典洗出算法结构提出一种新型倾斜协调体感算法:采用模糊逻辑补偿思想,以人体感官模型洗出信号误差及变化率作为模糊控制器输入补偿于倾斜协调通道;去除低通滤波器,将输入参考信号与平动高频信号差值及模糊补偿合成信号代替低通滤波器输入信号,结合平动高通角加速度二次滤波补偿和加速度补偿使得洗出效果在有限的空间内达到最优。以模拟飞机加速度信号进行Simulink仿真,结果表明提出的算法在相位延迟和虚假暗示方面有较大改善,同时扩展了运动范围,增加了模拟逼真度。     

基于运动试验平台的MOEA/D改进洗出算法仿真及试验

洗出算法参数的调整很大程度上影响其性能,针对目前经典洗出算法应用于飞行模拟器时参数调整的不足,提出一种基于MOEA/D多目标优化的改进洗出算法。将人体感知误差、洗出位移、模拟加速度误差作为优化目标,以运动空间为限制条件,采用基于分解的多目标优化算法对洗出算法参数进行同步寻优,并利用模糊隶属度函数得到最优解。为验证其有效性,建立飞行模拟器运动试验平台,将采用不同优化方法的洗出算法应用其中进行对比分析。仿真及试验结果表明,改进洗出算法归位反应时间最短,相位延迟降低3.5 s,稳定性提高30%,且修正了感觉峰值,优化了54.6%的工作空间,实现了模拟器在模拟极限运动时有足够的运动空间和更高的动感逼真度。     

水陆坦克运动模拟洗出滤波算法设计

在水陆坦克运动模拟过程中,运动模拟平台有限的工作空间往往限制了运动模拟逼真度。针对上述现象,提出了一种坦克运动模拟洗出滤波算法,采用平台倾斜策略来模拟运动低频动感,采用高通滤波方法来获得高频运动动感。结合坦克的具体训练任务对此算法进行了详细的分析,揭示了算法参数调节对运动模拟器运动动感的影响。该算法通过离线测试显示了很好的实用性,它的提出对水陆坦克运动模拟器动感模拟性能的提高具有实践意义。     

开发型车辆驾驶模拟器体感模拟技术研究

主要报道开发型车辆驾驶模拟器的体感模拟技术的机理，算法，评价及衩实施。根据“人－机”系统信息交换与控制的基本理论，分析了人体感知的机制，研究了体感刺激信息的模拟生成算法，建立了开发车辆驾驶模拟模拟器运动系统驱动软件的数学模型，编制民计算机仿真实施软件，并提出了体感模拟逼真度的仿真评价方法。     

基于模糊逻辑的体感算法动感逼真度研究

经典洗出算法存在模拟逼真度不足、惯性虚假暗示和参数设置保守等问题,对洗出算法倾斜协调通道重新设计,改变低通加速度信号的输入效果,大大提高了模拟逼真度,消除了惯性虚假暗示;结合人体感知误差反馈和平台位置用模糊逻辑对滤波器参数进行实时调节,有效克服了经典洗出算法参数设置保守的缺陷,提高平台空间利用率;最后在SIMULINK中对改进洗出算法进行建模仿真,验证其有效性和可靠性。验证表明,优化后的洗出算法提高了模拟逼真度,消除了虚假暗示,提高了空间利用率。     

飞行模拟器洗出算法的优化研究

飞行模拟器通过经典洗出算法的倾斜协调通道对低频信号进行动感模拟处理,然后输出给人体前庭感觉系统,经过大脑处理做出行为判断,不可避免地给飞行员以错误暗示和动感误差。通过引用人体前庭模型对倾斜协调通道参数进行设计,使算法更符合人体的感觉模型,从而达到提高飞行模拟器逼真度的目的。同时基于MATLAB的SIMULINK模块搭建仿真模型,对优化后的洗出算法进行仿真分析,验证了优化洗出算法的可行性和有效性。     

基于模糊逻辑的体感算法动感逼真度分析

经典洗出算法存在模拟逼真度不足、惯性虚假暗示和参数设置保守等问题,对洗出算法倾斜协调通道重新设计,改变低通加速度信号的输入效果,大大提高了模拟逼真度,消除了惯性虚假暗示。结合人体感知误差反馈和平台位置,用模糊逻辑对滤波器参数进行实时调节,有效克服了经典洗出算法参数设置保守的缺陷,提高平台空间利用率。最后在SIMULINK中对改进洗出算法进行建模仿真,验证其有效性和可靠性。验证表明,优化后的洗出算法提高了模拟逼真度,消除了虚假暗示,提高了空间利用率。     

Steward动感平台体感仿真数值化算法研究与实现

为实现六自由度Steward动感平台的姿态控制，实时模拟驾驶舱的运动姿态，选择Washout Filte的滤波方法作为体感模拟算法，推导Washout Filter的高通、低通滤波器的传递函数转换为差分方程的算法及纵向加速度倾斜策略、俯仰策略等，并用实例验证了算法的正确性．     

大型特种车驾驶模拟系统体感算法研究

针对大型特种车的运动特点,建立了车体与动感平台坐标之间的转换关系,研究了与之相适应的体感模拟滤波算法,并用该算法对模拟信号和虚拟车辆的运行输出信号进行计算分析;通过滤波实例和人体对运动感觉的评价模型,验证了该算法计算输出结果能够在六自由度动感平台上实现,并为驾驶员提供逼真的运动感觉,达到预期效果.     

基于Kinect的双臂机器人动作模拟与轨迹规划

提出了一种基于Kinect的双臂机器人动作模拟与轨迹规划的方法。运用空间向量法计算出人体关节转动角度,通过建立人体关节与机器人关节的映射关系,将体感设备采集到的人体骨骼信息通过无线方式将控制命令传输给机器人,实现机器人的动作模拟。机器人的轨迹规划通过使用体感设备采集手臂末端位姿及运动轨迹,通过逆运动学求解,实现机器人手臂沿相同位姿运动。最后,通过仿真和实验验证了所提出方法的有效性。     

履带式装甲车辆纵向速度控制

履带式装甲车辆的动力学系统具有强烈非线性、不确定性的特点,为解决直线行驶工况下的速度控制问题,结合驾驶员驾驶操纵经验,提出一种自适应性强的变论域分相模糊比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制方法,实现了对期望车速的有效跟随。首先建立包含发动机、传动系及制动系的装甲车辆纵向动力学模型,然后利用模糊算法在线整定PID控制器参数,并采用变论域分相设计进一步提高控制器的自适应能力。仿真实验结果表明,提出的控制方法与传统PID及模糊PID相比,车速跟随控制精度与快速收敛性都有了提高,尤其能够有效解决驱动/制动切换时整车运动状态改变导致的控制效果大幅度下降问题。     

混联机械臂系统自适应选择迭代学习角同步控制

建立了四自由度混联机械臂系统动力学模型,并根据系统重复运动和具有不确定因素的特点,设计了自适应选择迭代学习同步控制算法(ASILSC),实现了系统的角同步运动,并证明控制算法的收敛性.仿真结果表明,相比于带遗忘因子的迭代学习同步控制,自适应选择迭代学习角同步控制有更好的收敛性和鲁棒性.     

基于现场可编程门阵列的电机控制器硬件在环测试

为实现电机控制器算法验证,提出了一种基于半实物仿真的新能源汽车电机控制器的测试平台设计方法.首先,在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型及故障诊断算法模型,并将代码下载到数字信号处理(digital signal process,DSP)电机控制板中.其次,搭建逆变器、永磁同步电机模型并下载到现场可编程门列阵(field programmable gate array,FPGA)板卡运行,连接DSP对电机控制算法进行测试.永磁同步电机模型可以作为该仿真平台中的电机模型,既可以是基于d-q 变换的永磁同步电机(permanent-magnet synchronous motor,PMSM)模型,也可以是基于有限元分析(finite element analysis,FEA)的PMSM模型.在硬件在环(hardware-in-loop,HIL)仿真平台上测试了控制器基本功能及逆变器开路和短路等故障模式,验证了控制器控制功能以及故障检测算法的可行性可见HIL仿真平台对电机控制器故障测试具有重要意义.     

基于人体姿态信息的下肢康复机器人运动控制技术

针对下肢运动功能障碍患者术后康复训练辅助设备的跟随控制问题,本研究提出一种基于人体姿态信息的下肢康复机器人运动控制方法。根据康复机器人的结构特性和功能要求,建立机器人运动数据信息采集系统和下肢康复机器人的运动学模型;构建机器人平台上的人体姿态行为信息采集传感器系统,通过分析位移传感器所采集的数据,得到表征人体姿态行为变化的相关信息,经上位机计算生成康复机器人的期望跟随速度;同时,基于模糊PID控制算法设计了跟随控制器。通过仿真和实验验证该控制算法能够有效减小机器人实时跟踪使用者运动过程中的误差,实现康复机器人对人体运动姿态良好的跟随效果。     

基于 3D 相邻区域宏块相关性的多视点视频快速编码算法

针对多视点视频编码的高复杂度,提出一种利用相邻宏块编码信息的相关性进行编码的快速算法。利用多视点视频相邻宏块率失真代价分布的相关性,对当前宏块进行SKIP模式下的提前判决;根据视点间、时间和空间相邻区域运动矢量差值对当前宏块运动类型进行快速分类;针对不同的运动类型调整搜索范围,选择相应尺寸大小的编码模式。通过对具有不同运动特性的多视点视频编码性能测试,结果表明,相对于联合多视点视频模型（joint multi view video model,JMVM）遍历模式,在增加0．75％输出比特率和降低0．04 dB峰值信噪比的情况下,该快速编码算法能平均减少66％的编码时间。     

UR机器人运动学与奇异摄动算法研究

首先分析了UR机器人的机械结构;其次通过数值迭代法对UR机器人的逆运动学进行了求解,严格控制了算法的精度和速度,验证了算法的正确性和快速性;再次提出了一种基于奇异摄动的控制方法,通过振动抑制方法将系统分为快慢两个子系统,实现降阶作用;最后绘制了正、逆运动算法的机械臂轨迹曲线,同时针对降阶后的系统设计控制器进行系统分析.实验结果验证了算法的有效性和精确性.     

舰载机出动回收调度策略生成方法

为了提高航母舰载机的出动回收能力,从提高出动回收调度过程的自动化程度入手,采用了最初在机器人导航和控制领域提出的学徒学习理论来解决调度优化问题。通过建立基于马尔科夫决策过程的舰载机出动回收过程仿真模型,以专家的示范调度操作为学习目标,采用学徒学习理论中的乘法权重法构建出动回收调度方法,并根据舰载机在集中出动和连续出动这两种典型调度工况下的具体算例研究,将得到的结果与专家示范操作结果进行对比,认为该方法具有较好的优化效果和较高的实用性。      

基于多散射中心联合抽取的步进频雷达成像方法

针对步进频雷达复杂目标抽取一维距离像时存在的多散射中心幅度损失问题,提出了一种基于多散射中心的联合抽取算法.方法根据目标最强散射中心,利用逆向舍弃法得到参考距离像,然后提取目标多散射中心峰值,并由强到弱得出能抽取到相应散射中心峰值的多组抽取起始点集合,依次对这些集合取交集,作为最佳抽取起始点.该方法确定的抽取起始点能够抽取到尽可能多的散射中心峰值,并且各散射中心的测距精度更高.经计算机仿真和实测数据验证,该方法抽取效果优于逆向舍弃法等传统抽取方法.