小车倒车问题的多维模糊控制器研究

小车倒车问题是模糊控制中一个比较经典的问题．本文采用一种多维模糊控制器,成功地实现了给定平面内任意一点上的小车的倒车控制,仿真效果令人满意．     

基于非线性预测滤波的卫星姿态确定

为了提高卫星姿态确定系统的精度和可靠性,采用由姿态动力学与运动学方程构成的非线性卫星姿态运动模型,结合陀螺和矢量观测信息来确定卫星姿态。针对转动惯量变化等引起的模型不准确问题,研究基于预测滤波实现姿态估计的关键技术。仿真结果表明,在恰当选取加权阵的前提下,该方法可实时估计模型误差,当用低通滤波去除高频噪声的模型误差进行补偿后,大大削弱了模型不准确对姿态估计精度的影响,其估计效果明显优于传统的扩展卡尔曼滤波,由此验证了预测滤波在卫星姿态确定中的有效性和精确性。     

无人机轮式着陆横侧向控制

针对轮式起降无人机着陆过程横侧向控制存在的着陆安全性较低及抗风能力较弱的问题,提出了一种无人机着陆高安全性横侧向控制方案和控制结构。在常规的副翼和方向舵横侧向控制面配置条件下,采用在滚转角和偏航角精确解耦内回路控制的基础上,进行滚转和偏航的综合侧偏外回路控制方法,引入外回路对内回路的滚转角和偏航角指令限幅值随相对高度变化的机制,实现对无人机接地时侧偏距、侧偏速度、滚转角和偏航角的综合控制。对某型无人机的着陆横侧向控制进行设计及仿真,结果表明所提出的着陆横侧向控制能提高无人机的抗侧风能力,在侧风情况下着陆,可有效地将侧偏距、侧偏速度、滚转角和偏航角控制在安全范围内,所采用的着陆横侧向控制对无人机的气动参数摄动具有较强的鲁棒性,并且克服了常规控制中对相对高度信号误差要求高的缺点,在提高着陆安全性的同时,降低了对设备性能的要求。     

阿托品对心血管系统的作用过程及其模型研究

临床上阿托品药物的使用会影响心血管系统的功能,提出通过心率变异信号的复杂度特征值来表征这种影响,并通过特征值的变化来探究药物的影响过程.10个健康自愿者参加了药物实验,在阿托品注射前后,共采集了每个自愿者6组心电信号,数据总长度为180分钟,从心电信号中提取所有数据的心率变异信号,并计算其非线性复杂度特征指标.根据数据结果,建立了阿托品对心血管系统作用过程的数学模型.通过数值仿真对比表明,该模型在临床上可以用作阿托品对心血管系统作用过程的数学描述.     

捷联惯导系统简化非线性对准研究

对任意大失准角条件下的捷联惯导系统非线性对准进行了建模和简化,并给出了差分GPS辅助条件下的大失准角行进间对准简化模型。针对四组不同量级的初始姿态失准角,分别采用线性模型和非线性模型进行卡尔曼滤波（KF）和Unscented卡尔曼滤波（UKF）静态对准仿真,结果表明文中大失准角非线性模型可适用于任意角度的初始对准,小失准角和大方位失准角情况下UKF对准可达角分级精度,但在水平和方位皆为大失准角情况下UKF收敛至一定程度后仍需与KF配合使用。

Abstract：

Modeling for Strapdown Inertial Navigation System （SINS） initial alignment with arbitrarily misalignment angles was created and simplified,and the nonlinear alignment modeling for SINS initial alignment on-move with the help of Differential GPS （DGPS） was proposed.Simulations of static-base initial alignments through linear Kalman Filtering （KF） and nonlinear Unscented Kalman Filtering （UKF） were carried out with four different weights of initial misalignment angles.Results show that the simplified nonlinear model can implement initial alignment with arbitrarily misalignment angles.The nonlinear UKF can reach minute magnitude precision as all of misalignment angles are small or only azimuth misalignment angle is large.However,if both initial horizontal and azimuth misalignment angles are large,KF is still recommended to use after UKF convergence to small scales.     

基于距离空间的遗传算法分析

通过对简单遗传算法的分析，发现每次执行复制、杂交、变异等操作均相当于对所作用的个体进行一次线性变换，这样，从函数的角度来看，引入非线性变换的遗传算子将是一个有待研究的问题，因而提出了非线性遗传算法。通过对二进制遗传算法的Hamming距离的扩充，引入了一种几何模型-距离空间，并在该空间上对杂交、变异等算子进行了系统的分析。根据分析结果，指出了改进遗传算法的途径，并提出一种改进的二进制非线性遗传算法，仿真实例证明了其有效性。以上分析从几何意义出发，提出了一种全新的分析遗传算子的方法，对遗传算法理论的完善与发展具有重要意义。     

基于反馈线性化的非线性气动伺服系统跟踪控制

针对气动位置伺服系统跟踪控制中系统受压力波动、摩擦力扰动等非线性因素影响较大的特点，提出基于压力反馈线性化、摩擦力补偿的内外双环型控制算法。仿真与实验结果表明，该算法结构简便又宜于实用、跟踪精度较高，控制效果较好。     

两层非线性规划问题的并行模拟退火全局优化

两层非线性规划问题的非凸性和非可微性给全局最优解的求解带来了较大的困难，目前还缺乏成熟的全局优化策略，同时其易并行计算特性未得到重视。提出了基于模拟退火算法的两层非线性规划问题的并行全局优化策略。融合单纯形法和模拟退火算法设计了一种并行模拟退火算法，用来求解上层问题，用精确惩罚函数处理约束。下层的非线性规划问题则采用可变容差单纯形算法完成求解。所设计的组合算法有效地结合了两层非线性规划问题的易并行性，便于实现网络并行计算。计算表明算法有着可靠的全局收敛性和较高的收敛速度。     

基于LS-SVM的燃料电池控制建模的研究

由于直接甲醇燃料电池数学模型的复杂性难以满足工程上对DMFC控制系统的设计，提出一种基于最小二乘支持向量机建模算法，用具有RBF核函数的LS-SVM离线建立DMFC电堆的非线性模型；仿真和实验结果表明了该建模方法具有建模简单、模型精度高等优点，亦证明了该算法的有效性和优越性。研究结果对直接甲醇燃料电池控制系统的建模和控制具有一定的实用价值。     

欠结构水下机器人的自适应位置跟踪控制器的设计

欠结构水下机器人的控制是一个具有很大难度的课题。研究了一种欠结构多方位智能机器人的跟踪问题，在机器人参数不确定及存在未知环境扰动的情况下，设计出了连续的自适应控制器，使得机器人可以自动地跟踪任意光滑的轨迹，并且跟踪误差收敛于半径为任意小的原点的邻域。Matlab仿真研究表明了该控制方案的有效性。