自动空中加油技术研究进展与关键问题

自动空中加油是空中加油的高级实现形式,其应用可极大拓展无人驾驶飞行器的效能,近几年正成为国外航空领域新兴的研究内容之一。在分析自动空中加油特点的基础上,对现有的两种空中加油方式作了比较。根据国外有关自动空中加油研究的最新进展,从传感器选择、加油状态下的控制器设计、仿真与测试3方面详细论述了其基本原理与技术问题,指出了在研究自动空中加油技术时,所需解决的传感器精度、会合对接策略、协同操作、命令与通信、导航算法等关键技术问题。最后针对其研究现状与现有技术能力,指明了近期可初步开发利用并有望实现的技术。     

集总干扰下六旋翼飞行器的轨迹跟踪控制

针对复杂集总干扰下六旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,给出了混合积分反步法控制与线性自抗扰控制的控制算法.首先,通过牛顿-欧拉方程建立六旋翼飞行器的非线性动力学模型,并剖析系统输入输出的数学关系.其次,根据六旋翼飞行器动力学模型的特点,将其分为位置与姿态两个控制环.位置环采用积分反步法控制理论设计控制器,通过引入积分项来提高系统的抗干扰能力,消除轨迹跟踪的静态误差;姿态环采用线性自抗扰控制技术设计控制器,通过线性扩张观测器估计和补偿集总干扰影响,提高系统的鲁棒性.最后,通过2组仿真算例和1组飞行试验验证了本文所提飞行控制算法的有效性.研究结果表明:该控制算法对集总干扰有较好的抑制作用,能够使六旋翼飞行器既快又稳地跟踪上参考轨迹,具有一定的工程应用价值.     

基于自适应神经网络的歼击机模糊跟踪控制

提出了一种基于T-S模糊模型和自适应神经网络的跟踪控制方法.在系统具有未知不确定非线性特性的情况下,利用T-S模糊模型对系统的已知特性进行近似建模,设计基于模糊模型的模糊H∞跟踪控制律进行输出跟踪控制.在模糊控制的基础上,引入了基于RBF神经网络的自适应控制,用于在线对消不确定项和模糊建模误差的影响,以保证系统具有期望的鲁棒H∞跟踪性能.所提出的方案保证了闭环系统的稳定性,有效地提高了系统的鲁棒性和跟踪性能.仿真实例表明了所提出方法的有效性.     

基于目标背景加权的核跟踪

在核跟踪(Mean Shift跟踪)算法中,目标的表示方法对跟踪性能有很重要的影响.传统的核跟踪算法只是通过计算目标模型和候选目标模型,对目标进行跟踪,没有消除背景的影响,特别是目标与背景相近的情况.对此,提出了一种目标背景加权的核跟踪算法,该算法是在跟踪过程中对目标模型进行背景加权,并且在目标的表示中采用颜色纹理联合直方图.为了验证跟踪的可靠性,利用跟踪位置与目标位置之间偏移量的均值和方差进行衡量.实验结果表明,与传统的跟踪算法相比,该算法在目标的表示和跟踪性能上有很大的提高.     

基于LQR技术的直流电动机转速控制设计

以直流电动机为控制对象,采用输出反馈线性二次型调节器LQR(Linear Quadratic Regulator)技术完成了直流电动机的转速控制设计.利用获得的控制系统进行数字仿真,并与常规反馈校正和PID控制设计效果进行了比较.结果表明,LQR控制系统更好地实现了转速指令的精确跟踪,且具有良好的抗干扰能力,适合直流电动机转速控制要求.     

空地机器人协作导航方法与实验研究

飞行机器人和地面移动机器人所具有的功能互补性使得通过二者间的协作执行使命具有明显的优越性,这对于提高移动机器人使命完成度具有重要的作用.因此,空地机器人协作近年越来越受到研究人员的重视.空地机器人协作的一个重要工作模式是通过飞行机器人的大范围环境感知能力为地面机器人提供导航信息.针对该问题,首先讨论了利用机载视觉传感信息实现地面环境建模(主要是地面障碍物)及地面机器人识别方法;然后,利用波门跟踪算法实现了对地面移动机器人的运动跟踪;最后,提出了空地机器人协作策略;最后,搭建了室内试验平台,进行了实验验证.     

调制式旋转导向钻井系统稳定平台控制原理及性能分析

对调制式旋转导向钻井系统稳定平台的控制原理进行了研究,设计了由上、下涡轮发电机、控制轴及电子仓组成的三环控制稳定平台。对稳定平台性能的理论分析和仿真模拟结果表明,国内首创设计的发电机式稳定平台控制系统不但具有良好的稳定性、可控性和可观性,而且当钻井参数在较大范围内发生变化时,系统仍然具有很好的跟踪特性、抑制扰动特性、随动稳定特性及很强的抗干扰能力。     

基于Adaboost首帧检测的时空上下文人脸跟踪算法

针对时空上下文算法首帧需进行手动框选及选择偏差带来后续跟踪干扰的不足, 提出利用Adaboost算法进行首帧检测, 引入Kalman预测机制辅助时空上下文算法进行跟踪.当出现遮挡、 抖动等问题时, 保证跟踪稳定地进行, 提高算法鲁棒性. 在Shelter1等3组公共数据集上进行对比实验的结果表明, 该算法能实现首帧自动检测功能, 后续跟踪算法的鲁棒性及跟踪效果也得到明显提升.     

光电池板自动跟踪系统设计

利用洁净的太阳光能,以半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术有着十分广阔的应用前景。对太阳能利用的跟踪与聚集系统进行了研究,采用了一种基于平面镜反射聚光的太阳能跟踪系统,提出了太阳能利用的跟踪与聚集系统的实施方案。铅酸蓄电池也是光伏系统中的重要部分,为了使铅酸蓄电池能够更好的与光伏系统相结合,在光伏发电充放电系统中引入动态功率跟踪匹配法。     

基于综合导向的车式移动机器人轨迹跟踪控制

分析了具有不确定性和非完整约束的车式移动机器人系统的轨迹跟踪问题.基于运动学模型分析,提出一种自适应的轨迹跟踪控制方法.通过引入状态微分反馈实现系统的镇定.同时引入人工场,使其和位姿误差一起作用于控制系统,从而改善了对车式移动机器人的导航控制.运用Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性.直线和圆周两种轨迹跟踪的仿真实验表明,该控制方法能够使四轮车式移动机器人在导航中具有理想的跟踪轨迹.