Hybrid hierarchical trajectory planning for a fixed-wing UCAV performing air-to-surface multi-target attack

This paper considers the problem of generating a flight trajectory for a single fixed-wing unmanned combat aerial vehicle (UCAV) performing an air-to-surface multi-target attack (A/SMTA) mission using satellite-guided bombs. First, this problem is formulated as a variant of the traveling salesman problem (TSP), called the dynamic-constrained TSP with neighborhoods (DCTSPN). Then, a hierarchical hybrid approach, which partitions the planning algorithm into a roadmap planning layer and an optimal control layer, is proposed to solve the DCTSPN. In the roadmap planning layer, a novel algorithm based on an updatable probabilistic roadmap (PRM) is presented, which operates by randomly sampling a finite set of vehicle states from continuous state space in order to reduce the complicated trajectory planning problem to planning on a finite directed graph. In the optimal control layer, a collision-free state-to-state trajectory planner based on the Gauss pseudospectral method is developed, which can generate both dynamically feasible and optimal flight trajectories. The entire process of solving a DCTSPN consists of two phases. First, in the offline preprocessing phase, the algorithm constructs a PRM, and then converts the original problem into a standard asymmetric TSP (ATSP). Second, in the online querying phase, the costs of directed edges in PRM are updated first, and a fast heuristic searching algorithm is then used to solve the ATSP. Numerical experiments indicate that the algorithm proposed in this paper can generate both feasible and near-optimal solutions quickly for online purposes.     

基于协作机器人仿真环境的关节轨迹预测方法

安全在人机协作过程中是至关重要的,必须实时掌握人的行为信息,并进行准确高效的预测。本文基于Linux和ROS系统搭建仿真环境,通过Xtion PRO LIVE深度相机采集多组人体关节的空间位置信息,然后通过无监督学习方法对采集到的坐标点进行聚类和预测,实时更新预测模型,并基于minimum-jerk对特殊异常轨迹进行预测。为了充分保证人的安全,主要研究手部和肘部运动轨迹的预测方法。最终实验结果证明,本文所提出的分层轨迹预测框架可以很好的描述人体运动轨迹,并实时做出准确的预测,不仅保证了人体安全,而且对于提高生产效率具有重要意义。     

超重力旋转床中气液两相流动与传质过程的数值模拟

文中采用基于颗粒轨道模型的欧拉-拉格朗日法对超重力旋转床中的气液两相流动与传质进行了数值模拟研究。在合理简化丝网填料结构和考虑液滴凝并与分散的基础上,分别利用SIMPLE算法和颗粒轨道模型计算了超重力旋转床中的气流场和液滴的运动轨迹,进而计算了液相的传质系数。数值模拟所得的液相传质系数与氮气解吸水中溶解氧实验结果符合良好,表明模型能够用于模拟旋转床中流体力学和分散相内的传质过程。计算分析表明,对超重力旋转床,在一定的转速下,液体和气体流量以及填料内径的变化对体积传质系数有重要影响。     

环形弹子球动力学性质研究

弹子球作为一个理想模型可以用来描述受限边界腔中微观粒子运动的动力学特征。本文研究了介观二维偏心环形弹子球体系的动力学性质,利用相空间中的庞加莱截面分析了弹子球运动的特性,其结果可以为研究量子混沌和微腔输运提供理论指导。     

电视制导导弹末制导段的弹道仿真研究

根据电视制导导弹末制导现有的几种制导规律介绍了其基本原理,对比例导引法和组合制导法进行了弹道仿真,分析了比例系数和初始目标线角对弹道和击中目标时间的影响。     

南京近郊主要大气污染物的观测分析研究

2007年10月至2008年9月在南京的一个近郊站点(32°03′N,118°78′E)对可吸入颗粒物(PM10)、臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和氨气(NH3)等6种大气中的主要污染物进行了为期一年的连续监测.本文利用统计方法研究了这些污染物不同时间尺度(小时、日、周、月)的浓度变化特征和相互关系,并利用后向轨迹和聚类分析方法研究了不同季节到达该测站的气团来源及化学特征.结果表明,PM10、O3、SO2、CO、NOX和NH3的年均浓度和标准差分别为0.14±0.08 mg/m3(、18.52±14.05)×10-9(、21.14±15.96)×10-9(、1.08±0.98)×10-6(、24.57±24.65)×10-9(、24.33±15.73)×10-9.O3浓度表现出明显的白天高、夜间低的日变化特征,SO2和PM10一般在早上9、10点钟达到一天中的最大值,NOX呈双峰结构;O3春季浓度高,2008年2月出现峰值,可能与当年冬季持续降雪有关.NOX、NH3浓度呈现秋冬季节低、春季高的特点,而PM10和SO2则相反;O3周末浓度低,工作日浓度高,SO2和O3前体...     

有关双曲面的轨迹问题的研究

研究了过空间内任一定点的动直线上的点满足一定条件(此条件与定点、动直线和双曲面之交点有关)的轨迹,此轨迹的方程仍表示双曲面.给出的结论不仅丰富了空间解析几何的内容,而且给出了求动点满足所给定条件的双曲面方程的方法.     

哈尔滨一次可吸入颗粒物重污染事件过程分析

大气污染粒子的移动及浓度变化不仅受地表影响,而且也和粒子尺度及其水平、垂直输送有关.以哈尔滨2008年5月28日～30目的一次可吸入颗粒物重污染过程为例,利用实测的MICAPS资料、中尺度数值模式WRF以及美国国家海洋和大气局(NOAA)污染物轨迹模式HYSPLIT-4对此次过程进行模拟与分析,结果表明大尺度天气系统、区域性大气流场及局地天气条件对哈尔滨污染粒子的传输过程有影响;利用后向轨迹模式分析了污染粒子的来源,探讨了哈尔滨及周边污染粒子的移动和来源,这将有助于进一步认识城市污染的形成机制.     

基于航迹分段的飞行程序噪声评估方法

为了减少飞机噪声排放对机场周围居民区的影响,研究了典型的进离场飞行程序。结合民用航空器运动模型和性能模型,建立了航迹模型。在研究飞行程序噪声评估方法的基础上,选取了合理的飞行程序噪声评价指标,提出了基于航迹分段模型的飞行程序噪声评估方法。以西安咸阳国际机场的进离场程序为例,选取B737—300机型进行仿真验证,绘制出了噪声等值线图。结果表明,该方法具有可行性,能够提高飞行程序噪声评估的效率,具有一定的参考价值。     

遗传算法在导弹飞行程序设计中的应用研究

基于弹道导弹飞行程序设计关系到导弹技术性能发挥的优劣,是一个多目标、多约束、非线性复杂系统的最优化问题,提出使用遗传算法设计导弹飞行程序的方法.仿真表明,所设计的飞行程序较以往设计方法具有射程更大、能量更省、精度更高的优点.