无人机系统中基于能量效率的资源分配研究

无人机作为一种新的通信基础设施,引起了学术界和工业界的广泛关注.由于其在空中部署的特点,广泛应用于军事侦查、监控、城市交通管理等场景.然而,无人机的部署面临以下挑战:①由于无人机信道的广播特性,无人机与地面通信时容易被窃听;②由于无人机采用蓄电池供电,其续航能力和传输数据量受限于电池容量.本文采用物理层安全容量来描述无人机通信速率,为了降低数据被窃听的风险,合法接收者即宏基站将辅助发射人工干扰噪声,以降低窃听者的通信信道质量;通过联合控制无人机的发射功率和宏基站的干扰功率,以最大化无人机系统的能量效率;考虑到无人机信道的动态特性,本文将此功率控制问题建模为马尔科夫决策过程,并采用深度Q学习网络算法来获得最优的功率策略.Python仿真实验证明:本文所提出算法的平均回报值和收敛性能都优于Policy Gradient算法.     

太阳能无人机的研制

研制了翼展4.8m的太阳能无人机,光照强度较大时由太阳能电池直接为动力系统供电,光照不足时由锂电池进行供电。通过Profili软件对机翼分析后,采用具有大展弦比的机翼GOE500;太阳能电源由72片太阳能电池组成,最大功率可达288W;在翼肋上表面利用超透薄蒙皮对太阳能电池片进行保护,并封装在翼肋中。测试表明,由于飞行姿态和负载的变化,太阳能电池的输出功率具有波动性;平飞巡航功率只需80W;当太阳能电池输出功率在130W以上时,太阳能无人机可成功进行高度爬升。     

浅析无人机自动避障系统

<正>随着无人机技术的发展,无人机广泛应用于军事和民用的各个领域,自主飞行控制及避障能力是保障无人机安全飞行的前提条件,因此自动避障成了无人机自动化或智能化的关键所在。所谓无人机"自动避障"系统(Obstacle Avoidance),就是无人机飞行器在自动飞行的过程中遇到障碍物时,通过在线测量的方式自动识别、有效规避障碍物,达到安全飞行的系统。目前主要的无人机自动避障系统包括超声波、TOF、视觉图像复合型技术三种。     

窃听者位置估计下的系统保密容量优化

保密容量最大化是物理层安全(PLS)的主要目标。本文首先利用到达角(AOA)估计窃听者位置,然后通过向窃听者发送人工噪声增大保密容量,并联合优化人工噪声和有用信号的波束成形向量,实现人工噪声发射机传输功率最小和系统保密容量最大的多目标优化。针对此多目标优化问题的非凸性,利用半定规划(SDP)松弛将其转化为凸优化问题后求解。数值仿真结果表明,本文所提多目标优化方法明显改善了系统的保密性能,同时通过调整保密容量和人工噪声发射机传输功率所对应的权重,实现了资源的有效分配和合理利用。     

无人机测控与信息传输技术发展综述

无人机测控与信息传输技术也称作无人机测控技术,主要是指对无人机开展控制、遥感、定位和相关信息技术的传输。无人机测控与信息传输系统主要是由数据链和地面控制共同构成,它的使用功能和运用规模完全可以决定无人机系统的各方面性能和规模。本文主要介绍了无人机技术领域的基本概念,详细阐述了它的技术指标,明确了现在技术的发展状况。     

基于STM32的X型四旋翼无人机设计

针对四旋翼无人机飞行姿态测量易受干扰、姿态解算和姿态控制输出误差大等问题,以飞行姿态稳定控制为目标,设计了一种基于STM32系列微控制器的X型四旋翼无人机。采用以双处理器、双陀螺仪和双加速度计为主的硬件架构,实时采集无人机飞行姿态信息,并结合基于四元数的互补滤波算法和串级PID控制算法对姿态信息分别进行解算和控制输出。实验结果显示:小角度扰动下,双陀螺仪和双加速度计姿态测量精度高,合理设置双环PID参数后,姿态角输出误差小。结果表明:双传感器硬件架构在姿态测量中的抗干扰性更强,设计的X型四旋翼无人机飞行性能较好,达到飞行姿态稳定控制的目的。研究结果对后续飞行控制系统的深入研究具有一定的指导作用。     

多体组合式无人机飞行力学稳定性分析及增稳控制研究

多体组合式无人机是一种新概念飞行器,由多个小型无人机以翼尖铰接连接组成,该概念飞行器能够融合小型无人机与高空长航时无人机两类飞行平台的性能和任务优势,发展潜力巨大。基于Newton-Euler方程及升力线方法建立多体组合式无人机飞行力学模型,针对允许相对滚转运动自由度的双机组合式无人机系统进行配平及稳定性分析。结果表明,不同于传统构型飞行器,多体组合式无人机系统具有不稳定复合运动飞行模态,该复合模态由相对滚转运动主导,在无控状态下该构型飞行器无法稳定飞行。在完成动力学建模的基础上,基于PID控制方法,为每个单体飞行器单独设计增稳控制回路以达到增稳控制目的,仿真结果表明该控制思路有效,可以快速镇定发散的飞行力学系统。     

无人机地面目标跟踪系统的建模与控制

对无人机地面目标跟踪系统进行了分析,并建立了各个子系统的数学模型,针对跟踪过程中可能导致目标丢失的两个关键问题--无人机的飞行轨迹和云台摄像机的控制,给出了一种轨迹规划与跟踪算法,该算法既可以使无人机与目标保持一定距离,又保证了无人机在飞行过程中机头始终朝向目标.此外,设计了一种云台摄像机控制方法,该方法利用无人机与目标的相对位姿和目标偏离图像中心的偏差作为反馈信息对云台摄像机进行控制.仿真结果表明本文所设计的无人机地面目标跟踪系统具有良好的性能.     

PKI在云平台中的应用探析

公共网络的不安全性给信息的安全传输构成了严重威胁,对于如何保障信息在网络传输中的安全,人们提出了保密性、完整性、不可否认性和身份验证性等要求。分析PKI在云平台中的应用。PKI已成为网络安全建设的基础和核心,是数据安全传输的基本保障。     

多用途固定翼无人机及其远程控制系统研究

本研究项目设计的无人机系统可远距离长时间的作业,可在农业、运输、军事、勘探、灾难救援等领域应用。本无人机系统由长航时固定翼无人机和远程控制系统及远程图像传输系统组成。长航时固定翼无人机选用了EPPLER67翼型,此翼型在迎角5.5°时,升阻比为97.5046、续航因子为100.5196,使用222WAh的电池实现了长达90分钟的续航时间。无人机系统使用基于433MHz无线电频率的远程控制系统和基于1.4GHz无线电频率的远程图像传输系统实现远距离控制功能。     

模具表面离子氮化工艺研究

研究了一种利用空气／甲烷混合气体对模具表面进行离子氮化的新工艺,分析了渗层的硬度、组织及物相。结果表明,通过加入甲烷气体,可以实现用空气直接进行离子氮化处理,通过调整甲烷流量,可以获得不同的渗氮硬度和物相。     

碳纤维复合材料T型接头的脱粘损伤监测实验

将压电传感与主动Lamb波监测技术相结合, 研究在静拉伸加载状态下碳纤维复合材料T型接头(T700/BA9916)界面脱粘及扩展过程中的信号特征, 并采用改进后的BP神经网络系统对接头损伤状态进行识别。实验结果表明: T型接头脱粘首先发生在三角填充区, 后向突缘扩展; 接头失效前, 信号能量和最小二乘峰值因子随时间呈线性递减, 能够表征脱粘程度, 利用自适应微粒群算法改进后的网络训练值与实验观测值之间的误差为3.8%~4.7%。     

基于下一代网络的SLEE APIs的研究

对下一代网络业务逻辑执行环境(SLEE)的研究现状作了简要分析，在此基础上给出了业务逻辑执行环境(SLEE)的体系结构。为满足不同层次业务开发者编写业务(或应用)的需要，提出不同抽象粒度的SLEE应用业务编程接口(APIs)的体系框架。最后列举了两个用这些APIs实现的业务的例子。     

复合微孔玻璃膜的研制（Ⅱ）

利用由原硅酸四乙酯的水解缩聚反应制得的溶胶作为涂膜液，在多孔陶瓷基体上通过多次涂膜－干燥－加热过程，最后在盐酸中浸沥，可制成多孔的无机复合玻璃膜．探索了复合玻璃膜的成膜工艺因素涂膜方式和次数，加热和酸浸沥条件对膜性能的影响     

Report on ONR Workshop on Fracture Scaling

The paper reports on the discussions at the ONR Workshop on Fracture Scaling, held at University of Maryland in June 1999, under the chairmanship of Z.P. Baant and Y.D.S. Rajapakse. The workshop dealt with size effects in structural failure and scale bridging in mechanics of materials. The lectures at the Workshop were published in Volume 95 of this Journal. The objective of this paper is to present records and interpretations of the extensive discussions prepared by invited specialists. The records show which are the areas of disagreement among leading researchers and which are those where consensus has been reached.     

制造过程的质量管理探讨（续）

生产过程控制是对“５ＭＩＥ”质量因素的探讨,其控制活动体现在每一个生产工序中。根据ＩＳＯ９００４标准,从生产过程控制的角度,探讨了制造过程的质量管理问题,并重点讨论了关健和特殊工序的控制。     

制造过程的质量管理探讨

生产过程控制是对“５ＭＥ”质量因素的控制,其控制活动体现在每一个生产工序中。     

基于符号学的产品设计研究

主要运用符号学原理来研究产品设计,把各种设计元素看作符号,研究产品符号的价值构成,产品设计的传达过程和编码规则,帮助设计者树立正确的设计价值观,从而更好地处理产品设计中各种设计元素的关系,指导设计活动的顺利进行.     

基于文献反思参与式设计

目的 分析和反思有关参与式设计(PD)理论形成与实践的文献,并解决三个问题,强调“参与”设计的项目中为什么使用已经淡化了“参与”概念的PD;在商业环境中进行PD实践的前提;PD的核心理念是否应当按照某些指标排序。方法 筛选Web of Science数据库中收录的PD相关研究文献,用自然断裂点分级法划分出PD研究的四个阶段,通过CiteSpace 工具筛选各发展阶段中的重要文献,定性分析各阶段的文献。结果 梳理了PD的发展过程和核心理念,得出了PD的本质,分析了PD实践与PD理论间的隔阂,并探讨了PD未来的研究方向。结论 PD本质是文化、政治思想在设计活动中的表达;设计项目中使用PD可能是为了程序正义;“有用”是商业环境中进行PD实践的前提;对PD核心理念的排序是合理且有用的。