基于混合迭代UKF的捷联惯导对准算法设计

捷联惯导系统陀螺噪声过大时,自对准无法使方位失准角估计收敛到真值,设计了一种磁强计辅助对准方法,满足对准精度要求并可同步估计磁场强度和磁倾角。非线性滤波方法UKF相比EKF估计精度高但收敛速度慢,迭代UKF算法可提高收敛速度但计算量也显著增大。将超球面分布采样点变换（SSUT）应用于UKF迭代过程,设计了一种混合迭代UKF算法。仿真表明该混合迭代UKF算法加快了收敛速度,保证了滤波精度,同时又减少了计算量。

Abstract：

The azimuth misalignment-angle estimation of SINS could not converge to the true value without assistance duo to the over too strong noise of gyros.An alignment method assisted by magnetometers was designed to estimate the misalignment angles as well as the magnetic field intensity and the magnetic obliquity.Nonlinear filtering method UKF was more precise than EKF but converged slowly.Iterated UKF could promote the convergence rate but increased the calculation amount greatly.A combined iterated UKF algorithm was proposed by applying spherical simplex unscented transform to the iterated process.Simulation indicates that the algorithm promotes the convergence rate,guarantees the precision,and reduces the calculation amount.     

求解约束优化问题的动量粒子群算法

为解决约束优化问题,提出使用双可行域吸引子策略改进动量粒子群算法。该算法只需初始种群中有一个粒子位于可行域内,随着搜索过程的进行,整个种群自动进入可行域内搜索。一方面,在搜索过程早期,由于可行域内粒子少,所有粒子移向相同的吸引子,整个种群迅速进入可行域内。另一方面,随着进入可行域粒子的增多,由于每个粒子使用距本身最近的可行域吸引子,较好地维持了种种群的多样性,避免早熟现象的发生,使算法具有较好的寻优性能。与国际上当前解决约束优化问题的粒子群算法在4个标准约束优化函数上测试比较,实验结果表明本算法取得的最优值要优于其它粒子群算法。

Abstract：

The strategy that two good positions in feasible region worked as attractors was incorporated into momentum particle swarm optimization algorithm in order to resolve constrained optimization problems. The resulting algorithm only requires that one of the initial particles is in the feasible region, and then all particles in the swam automatically move into the feasible region. On the one hand, in the early iterations few particles appear in the feasible region and hence all particles move toward the same attractors, so the particles soon enter into the feasible region. On the other hand, as the number of particles in the feasible region increases, each particle adopts the most near attractor so that each particle has different attractor. Therefore, the algorithm maintains the diversity of the population, alleviates the premature, and hence achieves good performance. The algorithm is compared with other particle swarm optimization algorithms on four benchmark functions. The experimental results show that the solution of the algorithm is better than that of others.     

传感器网络推拉混合模式代码传输方法

代码传输是实现无线传感器网络应用重构的关键技术.首先研究传感器网络环境自适应应用重构(EAAR)模型的两种代码传输模式-拉模式和推模式,并结合两种模式的特点提出一种适用于分簇传感器网络的能量有效代码传输模式-基于簇的混合代码传输(Cluster-based Hybrid Code Transmission, CHCT).在该模式下,簇头节点采用拉方式从基站获取代码,簇内节点采用推方式进行代码传输.仿真实验验证了方法的有效性并讨论了影响CHCT性能的主要参数.     

基于GSPN方法的柔性制造系统过程模型和性能分析

应用广义随机Petri网方法,对柔性制造系统进行建模和分析,提出了控制策略和优化方法.针对柔性制造系统的离散性,对整个系统的过程模型进行分析.利用广义随机Petri网结合马尔可夫链的方法,确立了系统的配置参数,得出了系统的平均运行时间,机床的平均使用率,系统的生产率,故障概率,对系统的优化和生产效率的提高以及柔性的提高提供了理论支持.最后,通过柔性制造系统实例,对该方法进行了检验.     

模具粗加工的自适应层切算法仿真研究

分析了基于层切法的零件模具数控粗加工方法,提出了以层面间台阶最大差值为自适应参量的自适应模具数控粗加工方法;对约束条件进行了详细说明,阐述了自适应层切方法的具体步骤及算法流程图。利用已开发的层切法仿真软件平台,进行了三维模型层切法实例仿真分析。分析结果表明,应用该方法可以进一步减少层切法粗加工残留材料体积,对提高层切法模具数控粗加工效率具有实际意义。     

欠驱动双足步行机器人运动控制与动力学仿真

以欠驱动双足步行机器人为对象,提出一种基于落脚位置控制的运动控制算法,并对其行走控制过程进行动力学仿真。首先基于三维线性倒摆模型(3D-LIPM)控制机器人的落脚位置,建立其行走姿态的虚拟约束,利用有限时间收敛反馈控制器对行走过程进行控制,实现了机器人的动态稳定行走。最后结合MATLAB的符号运算、SIMULINK和虚拟现实技术对其控制过程进行运动学和动力学仿真。实验结果表明控制算法是可行的。     

基于状态信息的条件剩余寿命建模研究

根据监测到的设备状态信息预测其条件剩余寿命一直是基于状态维修中的关键问题。利用滤波理论,建立了基于状态信息的剩余寿命预测通用模型,并推导出采用极大似然估计法下参数估计的通式,使得在已知寿命服从其他任何分布形式时直接代入通式便可快速地得出其模型,从而预测其剩余寿命,省去了复杂繁琐的迭代过程。通过案例发现模型能够根据状态信息很好地预测其剩余寿命,并在不断更新状态信息的条件下越来越精确地预测其剩余寿命。     

三维激光扫描测量系统中的摄像机标定

三维激光扫描系统能够快速精确地获取周围场景的三维几何信息,而表面纹理信息需由高分辨率相机获取,必然存在不同数据源信息融合问题.在自主开发的三维激光扫描系统AX-LMS200基础上,通过相机内外参数标定,提出一种三维激光数据与二维纹理图像数据融合的方法,方便灵活地将三维激光数据与二维纹理图像数据相互映射.     

基于形态特征的芒果树L系统建模及其可视化

树木是虚拟森林景观的重要要素,也是自然景观可视化中较难建模与表达的要素之一.传统的树木建模方法无法用简单规律描述形态复杂的树木,且生成的树木往往也忽略生物学意义.因此限制了其实用性.针对这些问题提出了一种能较为全面反映生物学形态结构特征的L系统树木建模方法,并以热带水果种类之一的芒果树为模型对该方法进行了初步的设计与实现,结果表明这种方法能生成植物学形态特征的、具有不同树龄的三维逼真芒果树.     

一类特殊二次分配问题及其求解

二次分配问题(quadratic assignment problem,QAP)是应用于诸多领域的组合优化NP-难题,许多从实际问题中抽象出来的二次分配问题,其流矩阵与距离矩阵中存在大量零元素,如果在该类二次分配问题的求解中,能够充分利用这些零元素的信息,将大大缩减问题的规模,节省大量运算时间.本文以二次分配问题的线性松弛模型为基础,分别从理论和实验的角度对这类二次分配问题的求解进行了研究,说明了二次分配问题求解中,先行利用零元素信息减小问题规模的可行性和重要性.