跟踪地面目标的小型无人机飞行控制仿真研究

对无人机跟踪地面目标时的飞行控制问题进行了研究.首先对某小型无人机跟踪地面目标时的运动状态进行了建模分析,利用自动控制理论知识设计了相应的控制律,然后采用六自由度非线性运动模型进行了控制律的仿真验证,并且分析了风的扰动对跟踪精度的影响.仿真结果表明,设计的控制律能够控制无人机对地面目标进行可靠跟踪,且对侧风扰动具有较好的抑制能力.     

一种小舵角旋回水下目标的被动检测方法

在复杂水声条件下,针对采用典型运动样式的水下目标的被动检测难题,研究了一种自适应随机Hough变换检测前跟踪方法对水下旋回运动目标进行检测。首先,根据水下目标旋回运动特点,推导了小舵角旋回运动方程。其次,通过构建自适应关联声纳浮标检测组,采用三浮标最小方差交叉定位技术,完成了浮标声纳覆盖阵量测信号预处理。然后,针对水下目标旋回运动的不同阶段,提出了自适应随机Hough变换检测方法,得到了初始检测航迹。最后,通过对初始检测航迹进行点迹优化,实现了水下目标检测。仿真结果表明,在小测角误差、复杂水声及低信噪比条件下,该方法的平均检测概率达到60%以上,整体性能优于现有权威检测方法水平。     

基于鲁棒控制Lyapunov函数的非线性自适应跟踪

研究了一类带有未知参数以及扰动的多输入非线性系统的自适应跟踪问题，利用控制Lyapunov方法设计出一种自适应控制器。该控制器对系统的参数和状态的不确定性具有鲁棒性，并且能保证系统闭环全局稳定。仿真结果表明，该控制方案具有良好的跟踪性能、鲁棒性及参数辨识能力。     

目标跟踪中飞机无坡度转弯操纵方法研究

飞机无坡度转弯技术在目标跟踪中具有重要地位。给出了飞机带坡度转弯时的操纵方法和转弯性能计算公式。根据带坡度转弯特点,分析了无坡度转弯的特点,提出了无坡度转弯操纵方法。最后给出了无坡度转弯时主要性能指标简化计算公式。建立了飞机无坡度转弯时飞机动力学模型,给出了无坡度转弯时初步控制算法。基于某飞机气动模型,对无坡度转弯操纵方式及性能进行了仿真验证,给出了提高转弯性能的建议方法。     

考虑道路曲率的多约束高速无人驾驶汽车横向跟踪控制方法

为了提高模型预测控制(model predictive control, MPC)方法在高速无人驾驶汽车横向跟踪中的有效稳定控制,建立考虑横摆、侧滑和曲率等因素的高速车辆动力学模型,提出基于三次贝塞尔曲线的连续自适应分段拟合法以获取道路曲率,然后设计考虑车辆滑移稳定性约束、道路环境约束和轮胎纵横向耦合力约束,以车辆高速跟踪过程中的航向偏差、横向偏差以及滑移率等二次型最优为目标进行求解的MPC控制器。仿真案例基于MPC方法,搭建CarSim/SimuLink联合仿真模型,研究高附着路面恒定高速和低附着路面变速2种仿真工况。研究结果表明：车辆在恒定高速工况下以不同的车速在不同曲率的道路行驶时横向跟踪误差在0.6 m以内,优化的前轮转向角最大值为0.1 rad,横摆角速度-横向速度相平面也在包络线之内,车辆在大曲率路径跟踪时,平均横向跟踪误差0.221 9 m,平均横摆角速度为0.180 8 rad/s,较不考虑道路曲率/滑移稳定性约束的跟踪效果显著提升;低附着路面小曲率/大曲率路径变速工况下,车辆考虑轮胎耦合力的前轮转向角约束较未考虑时的横向跟踪误差显著减小(其中低附着路面小曲率路径工况的...     

城市小区移动通信基站电磁辐射场强的计算机仿真

基于数字城市管理和射线跟踪算法的基本原理,采用三维实体环境建模、反向射线跟踪路径搜索和辐射场源射线多途径传播的场强合成算法,建立了一种对城市小区移动通信基站附近的电磁辐射场强进行系统建模与数值仿真的新方法。有效克服了传统电波传播预测模型不能适应不同小区环境下的复杂建筑模型,以及其它确定性方法不能精确找到电波传播路径的局限性。在城市小区的不同空间分布区域,计算机软件数值仿真结果与实地测量结果的良好一致性验证了该方法的实用性、有效性和正确性。     

基于改进MPPT算法的单级式光伏并网系统

为了克服传统两级式光伏并网系统在设备体积、成本和控制复杂度上均存在的不足,提出了一种无直流稳压环节的新型单级式光伏并网系统电路拓扑和适用于此拓扑的电压变化速度受限的最大功率点控制算法(VVSL-MPPT)。使用仿真和实验的方法,对系统的性能进行了验证。实验样机实现连续工作10h的稳定运行,输出稳定在系统最大功率点,并于14:00:00左右达到全天峰值。结果表明,在此算法控制下,系统可稳定追踪最大功率点,并对光照突变等恶劣情况,有较强的适应能力。     

环形剪切软钢阻尼器在受控结构中的位置优化

为了探究环形剪切软钢阻尼器在受控结构中的位置优化,提出了结构阻尼器减震率灵敏度的概念,在MATLAB中以3种地震波作用下的混凝土框架结构为研究对象,计算结构在水平地震加速度激励下的位移时程响应,得出了每层结构对阻尼器的减震率灵敏度,以层间位移角不超限为优化目标,通过撤去减震率贡献较低楼层的阻尼器实现对阻尼器的位置优化,同时在相同条件下使用逐层布置法对受控结构进行环形剪切软钢阻尼器的位置优化。结果表明,文中优化效果与逐层布置法一致,证明了此方法的可行性,优化后结构各项位移均有明显的降低,其中最大层间位移角降低了72%,El-Centro波下的结构顶层52号节点位移降低了70.81%,Taft波下的优化布置方法明显优于逐层布置法。     

落物撞击海洋平台中撞击位置对结构响应的影响

利用有限元仿真软件MSC/Dytran从碰撞力、能量转化及结构损伤等方面,分析了下落物体撞击导管架海洋平台甲板结构过程中撞击位置的变化对平台结构响应的影响。将撞击位置按边界条件和垂向碰撞刚度的不同分类,分析不同边界条件、不同垂向刚度对平台结构损伤的影响。研究结论表明:撞击区域边界条件的不同对撞击力和能量的吸收转化影响不大,但损伤变形有所差别;撞击位置的不同对撞击力有影响,各撞击力曲线的起伏和峰、谷点的位置都有所不同;撞击位置不同,相应的各构件的吸能比例也不同,但对结构总体吸能的影响不大;撞击位置不同导致结构损伤过程的变化,并影响到构件的损伤模式和失效次序。     

基于硬件的无位置传感器无刷直流电机启动新方法

针对传统的无位置传感器无刷直流电机控制的起动需采用复杂的软件、成本高、定位不准确、容易堵转的缺陷,提出了一种通过检测线电压差获得转子位置的方法。提出的方法能在2%的额定转速下准确检测到转子位置,从而可以利用简单硬件电路实现电机的快速启动。理论分析和实验表明:提出的方法与霍尔传感器一样能保证无刷直流电机快速大转矩、小抖动、无堵转的平滑启动。