基于无人机平台的制导控制半实物仿真系统研究

基于无人机制导控制一体化和实时仿真技术,设计了一种新的包括惯性导航系统、GPS系统、三轴转台、仿真计算机和显示监控系统等的半实物仿真系统.该系统运用仿真计算机采集导航控制一体计算机的输出信号,进行无人机运动学、动力学模型实时解算,并将姿态信息传输给三轴转台;三轴转台和惯性测量装置完成无人机航向、姿态等模拟;导航和控制计算机运用导航信息生成控制指令,传输到仿真计算机.试验结果表明:惯性导航算法设计合理,仿真步长1ms,控制信号误差小于1%,该系统可以实现微型化,模块化,改进后可应用到无人机的制导和控制系统中.     

风电机组变桨距系统半实物仿真试验平台

为了解决大型风力发电机组出厂前设计整机控制系统试验投入较大问题,针对大型风电机组的变桨距系统半实物仿真平台进行试验研究,并给出了在工厂内进行变桨距控制系统性能测试的解决方案.整个半实物仿真平台采用软件模拟各种工况和载荷情况,以运行控制系统（包含变桨距控制策略）和电动变桨距执行机构为实物形式,通过信息的实时交互完成了控制性能与执行机构的测试及载荷等模拟.仿真结果表明,案例研究有效验证了半实物仿真试验平台的合理性,此方法可以为机组设计和后续生产调试提供可靠的参考依据和验证手段.     

基于dSPACE的燃料电池汽车能量管理系统的半实物仿真

半实物仿真为控制领域提供了一种高效、廉价的方法.本文阐述了基于dSPACE控制系统的开发步骤,结合键合图与MATLAB/Simulink建立仿真模型,并以此进行燃料电池汽车能量管理系统的半实物仿真,实验结果表明键合图与MATLAB/Simulink的结合简便了模型的建立,而dSPACE实时仿真系统也为控制系统的研究与开发提供了一个良好的试验平台,大大提高了研究的效率.     

虚拟仿真软件在高等学校实训竞赛装备中的应用

为了训练高职学生参加全国职业院校技能大赛,节省购置竞赛专用设备的昂贵成本,采用力控组态软件技术及Microsoft Visual C++语言开发建筑智能化系统安装与调试技能竞赛设备的仿真平台,完成竞赛设备的主要训练功能。利用PID控制策略实现给水系统变频节能控制,通过应用程序脚本编辑实现排水系统自动控制和控制方式切换。该仿真平台可通过计算机进行实时监控和在线修改。该系统已在实际竞赛备赛集训中得到应用,运行效果表明:该仿真工程能达到与实物原型近似的运行效果,投入教学培训的实际应用中可节省设备成本,全面共享教学培训资源。     

多计算机嵌入仿真控制系统的应用

介绍了半实物仿真系统的组成原理及嵌入其中的多计算机。采用了多机分布控制方式的计算机体系结构，有效地解决了实时仿真过程中大量计算与高速实时的矛盾，而且成本低，因此有广阔的应用前景。     

基于距离量测的主从式AUV协同定位系统观测性研究

研究了基于距离量测的主从式自主水下航行器(AUV)协同定位系统观测性问题。主AUV可以利用装备的高精度导航设备进行精确定位,从AUV装备低精度导航设备,需融合主从AUV之间的距离量测进行水下定位。针对控制输入对协同定位系统可观测性的影响,建立了从AUV在主AUV体坐标系中的运动学模型,并选取主从AUV间的距离值作为观测量,利用基于Lie导数的非线性系统观测性秩判据分析了不同控制输入下协同定位系统的观测性。仿真结果表明,对于可观测的协同定位系统,从AUV的位置估计具有良好的收敛性和定位精度。     

AUV实时任务协调方法研究

自主地形勘察是AUV的一项重要使命,其使命控制过程是使命规划模块依据使命文本进行全局路径和任务规划,得到执行使命的任务序列.任务协调模块在预规划任务序列基础上,监控系统状态并触发事件,任务调度器根据事件消息对任务进行实时调度,发送行为控制指令驱动AUV动作来完成使命.给出了AUV任务协调模块Petri网模型,用来描述任务层离散事件间逻辑关系.在此基础上提出了基于改进RW理论的AUV实时任务协调方法进行任务间协调,实现AUV任务的实时调度.最后在虚拟仿真平台上结合地形勘察案例验证了任务调度算法,结果证明AUV能够在无人干预下自主地完成整个使命.     

航天军转民数据库

卫星导航信号模拟器 所属单位 航天恒星科技有限公司 产品简介 该卫星导航信号模拟器可为全球导航卫星系统(GNSS)的开发和总装集成提供必要保障,包括对GNSS运行环境的仿真控制、重复测试,对实际卫星信号无法进行实验的系统误差和突发事件进行仿真等.其通过预装的数学仿真软件,实现了计算机与模拟器的实时交互控制,并可根据用户需求灵活设定测试场景,或根据使用需求设定导航终端位置、环境、运动状态等条件因素,再现测试场景的射频信号环境.     

基于dSPACE的异步电动机控制平台研究

为开发既快捷又便利的控制算法工作平台,本文基于dSPACE控制系统开发平台,利用空间矢量脉冲宽度调制和功率变换技术,设计了异步电动机半实物调速系统,给出了硬件电路的整体设计方案,并分别设计了整流、三相逆变、故障输出和三相电流采集等电路,同时对矢量控制算法进行仿真和实验结果分析,并利用dSPACE半实物仿真平台实现了异步电动机闭环控制系统。仿真和实验结果表明,电机运行平稳,在运行中有负载扰动时,电机能迅速恢复设定转速,系统具有良好的动态和稳态性能。dSPACE半实物仿真平台能够快速验证硬件电路及控制算法的可行性,缩短了项目研发周期,节省了大量测试费用。     

计算机实时数据采集系统在风洞实验室的应用

1 引言 为了实现实验测试自动化,我们开发完成了计算机实时数据采集系统,并在风洞实验室投入应用。该系统迎合了当今实验室数据控制和采集技术的先进性,充分利用现有条件,构成了一个具有一定水准的测试平台。 首先它是一个多任务实时系统,它可以进行多通道的模/ 数转换和数/ 模控制,并实时进行数据存储、处理和动态显示瞬时图形;其次,由于充分利用计算机图形技术,系统可以即时生成一些和试验有关的数据图形,试验人员可以通过直观的图形观察判别当前试验的趋势和优劣;最后各试验完成后可以立即进入相应的数据分析,快速得出试验数据结果、图表和曲线,并由计算机外设输出文档或者由磁盘保存. 计算机实时数据采集系统是在DOS环境下开发完成的,可以方便地移殖到OS,UNIX等软件环境下工作,同时可适合应用到各种科学试验中的数据采集和控制过程。     

镦粗成形工艺的类等势场分析法

以镦粗成形工艺为例提出了一种新的适用于实时控制的快速模型构建方法。通过对镦粗件初始形状和终了形状电极的缩放,形成一个完整的静电场,并获得按照一定规律渐变的介于2个导体形状之间的等势线。根据其分布规律确定出坯料内部的流线和等势线以及坯料内部质点的流动情况,进行了相关场变量的分析计算,最后将计算结果与有限元法分析结果进行了比较,分析表明,该方法可行、计算结果可靠、计算过程快捷。     

某新型远程自主水下航行器建模研究

根据某新型远程自主水下航行器的组成和特点,通过对其进行动力学和运动学分析,基于经典的动量和动量矩定理,建立了该新型自主水下航行器的数学模型。该模型不仅可以用来模拟航行器的正常巡航状态,而且可以用来模拟航行器的悬停状态,可用于航行器的操纵性分析及控制系统的设计与仿真。     

基于灰色系统理论的水下航行器效能评估方法研究

针对水下航行器的自身特点,从效能的观点对水下航行器相关因素进行了属性划分,建立了水下航行器效能评估指标体系;并根据已知信息,运用灰色系统理论和层次分析法对水下航行器效能评估进行了研究,提出了水下航行器效能灰色评估方法。采用该方法对水下航行器的性能进行了综合评价,结果表明:该方法解决了水下航行器评估中难以处理的信息不完全和部分信息模糊的问题,提高了水下航行器效能评估的客观性和有效性,为水下航行器系统的技术优化和使用效能的提高提供了科学决策依据。     

基于改进颜色张量的照度不变轮廓检测

针对传统视觉低级特征检测中存在的忽略利用颜色信息来区分亮度相同而颜色不同的特征、忽略利用照度信息来剔除对特征检测的干扰和单一类型的边缘或角点检测不符合人类感观上对轮廓边界的完整描述等问题,文中提出了一种新的基于改进颜色张量的照度不变轮廓特征检测方法。该方法先利用一种新的非线性滤波器改进基于高斯内核的颜色张量,增强具有相反方向颜色通道的信息,再结合照度准不变模型得到改进的照度准不变颜色张量,排除照度信息,然后应用由张量技术实质派生出的边缘和角点测度进行联合特征检测,最终得到照度准不变轮廓特征。同时,文中还从理论上建立了改进的颜色张量和张量选举这一流行的模式识别技术之间的联系。实验结果证实了文中方法的有效性和鲁棒性。     

跨音速三维操纵面嗡鸣数值方法研究

在非结构化动态网格耦合欧拉方程求解跨音速非定常流场的基础上,考虑了翼面-操纵面系统的缝隙间网格运动问题。采用中心有限体积法进行空间离散和双时间方法进行时间推进求解非定常欧拉方程。通过与气动力方程的联立求解,在时域内用四步龙格-库塔方法求解结构运动方程。数值分析研究了NA SA三维操纵面嗡鸣标模算例——全翼展操纵面NA SP(N ationalA eroSpace P lane)基本型机翼-操纵面嗡鸣现象,并和风洞实验结果进行了对比,取得了一致的结果,说明了该方法的正确性。     

应答器未校准情况下的水下长基线定位方法研究

针对应答器未校准情况下的水下长基线定位问题，提出了基于无迹卡尔曼滤波的同步定位与地图创建方法。应用随机地图技术，将自主水下航行器的位置坐标和应答器的位置坐标组成增广状态矢量，以到应答器的距离为测量值，用无迹卡尔曼滤波进行求解。该方法是一种实时在线算法，充分利用了速度和航向信息，克服了非线性方程方法存在的状态矢量维数高、求解易发散的问题，并且对水下航行器的运动方式没有约束。仿真结果表明，它能够抑制航位推算法定位的累积误差，提供水下长期的、误差有界的定位信息。     

飞行模拟用三维数字地形动态修改技术研究

三维地形是飞行模拟视景系统中的一项重要研究内容,研究三维地形的数据结构、模型表示方法及大场景的可视化显示和动态修改的技术意义重大。文中介绍了DEM数据模型的规则网格模型、等高线模型、不规则三角形网模型,利用O penGL实现了三维数字地形的算法模拟和真实DEM数据模型的可视化显示。在地形绘制和显示的基础之上,从地形的单点、多点修改出发对三维数字地形动态修改做了研究,并给出了地形区域修改的方法。     

无线信道下视频传输的组合式差错控制机制

为减轻无线信道差错对视频传输质量的影响,针对现有前向纠错技术多采用多参数RS编码方式的局限性,提出一种新的组合式差错控制机制,首先联合信源采用交错式控制建立基于对视频重建影响程度的Q oS映射;然后采用非均等差错防护确立基于typeⅢ-HARQ的CRC-RS组合式差错机制;最后提出自适应帧长及组包算法进行有效的CRC传输,以最大化利用无线带宽资源。通过仿真结果可以看出,系统在失真度和功率损耗的改善上都有很大的优势。     

自适应多制式正交多载波高速水声通信技术研究

水下无人航行器(UUV)的水声通信涉及UUV与指挥舰船以及UUV之间的水声通信技术,通信系统的环境复杂、距离多变。若采用单一数据率传输模式,则通信系统受制于最大工作距离以及最恶劣信道而采用最保守的通信数据率,使得该类型的水声通信的数据率较低。提出了适合于UUV之间及其与指挥舰船之间远、中、近全程变数据率通信的自适应多制式正交多载波(MOM C)水声通信技术,该技术可使通信系统在不同距离、不同信道环境下的通信数据率逼近该信道的最高值。湖试结果为误码率<10-4时,5 km通信数据率为9090 b/s,25 km为2000 b/s。     

一种智能反步控制方法及其应用

针对反作用射流导弹的非线性和参数不确定性严重的特点,提出一种鲁棒自适应反步智能控制(Backstepping)方法。通过非特定的Lyapunov函数,采用遗传算法优化Backstepping镇定系数,得到适当的函数降低了当镇定系数不当时跟踪误差对控制律的影响。结合模糊小脑模型(FC-MAC)神经网络,推出系统参数不确定时的鲁棒控制律,克服了传统自适应反步法对模型不确定性要求线性有界问题。仿真结果表明,这种结合Lyapunov函数选择和参数优化的Backstepping方法鲁棒性强,受参数变化影响小。