四旋翼飞行器逃逸算法的实现

提出了四旋翼飞行器的逃逸行为算法。逃逸行为算法可以降低无人直升机与动态障碍物碰撞的可能性。通过在算法中实现群粒子的相对定位给出了四转子的移动和约束模型。为四转子的实际模型设计了控制器,该控制器根据规定的轨迹计算出每个螺旋桨转子的速度。通过仿真和对真实的派诺特AR．Drone飞行器的测试验证了该算法的功能。     

一种无人飞行器监控数据预处理方法

阐述了对无人飞行器进行监控的必要性和重要意义,设计了一种无人飞行器监控数据预处理流程。首先采用空间对准算法将各传感器数据统一到空管系统坐标系下。然后根据无人飞行器的运动特点提出了基于改进“当前”统计模型的自适应卡尔曼目标滤波算法对航迹数据进行平滑滤波,该算法根据滤波新息的变化自适应调整机动频率,仿真表明改进后的算法能够实现对目标更为精确的跟踪。之后对航迹数据中的野值进行了判别和剔除。最后规范统一了各传感器的数据帧格式,实现了对监控数据进行预处理的目的。     

面向无人飞行器的模糊闭环控制系统研究

通过对无人飞行器的建模,针对无人飞行器自动定向和自动定高,以及速度在内的一些参数提出了改进控制结构和底层控制方法。针对自动定高、定位等水平面控制提出了串级双闭环控制结构,改进了控制的响应速度和调节精度。针对传统PID控制方法采用粒子群算法(PSO)对PID参数进行优化,与设计的模糊控制器进行对比无人飞行器在底层控制上的优劣。通过仿真对比发现,粒子群优化的PID(PSO-PID)控制效果明显强于普通PID算法,但由于无人飞行器数学模型的不确定性,弱于模糊控制器。仿真实验证明提出的方法具有快速的动态响应,并具有一定的鲁棒性。     

四旋翼飞行器姿态解算算法试验研究

四旋翼飞行器姿态信息的准确性直接影响飞行器的飞行控制效果。介绍了四旋翼飞行器姿态解算常用的梯度下降与互补滤波融合算法和自适应互补滤波算法的原理,并基于自主研发的IMU系统对两种算法的静态与动态解算效果进行了实际测量和对比分析。实验结果表明,自适应互补滤波算法在两种情况下的滤波效果均优于梯度下降与互补滤波融合算法。     

基于Cortex-M3处理器的多旋翼控制系统设计

针对当前四旋翼飞行器对环境依赖性强以及控制平台价格昂贵等问题,在综合分析现有的实现方案后,文章提出以Cortex-m3处理器为核心的四旋翼控制平台,从硬件设计和软件设计两方面介绍该控制系统方案。文章基于精度和效率等指标选取合适的模块,重点阐述了四元数算法、滤波算法、双环串级PID、陀螺仪,加速度计等技术原理和具体实现方法,解决了四旋翼飞行器在复杂环境下完成自主检测等任务的问题,对四旋翼飞行器的发展以及推广具有一定促进作用。     

基于PID控制的X模式四旋翼飞行器研究

设计了X模式四旋翼飞行器飞行控制系统的总体方案;在此基础上,完成了飞行控制系统的软硬件设计,包括器件选型、硬件电路设计、系统软件设计,并把互补滤波器应用于姿态解算,姿态控制部分采用PID(Proportional Integral Derivative)控制器。通过仿真验证了器互补滤波和PID控制器算法可行性。     

一种基于EPF滤波的三维单站无源定位算法研究

利用频率变化率、方位角及俯仰角信息,提出一种对固定辐射源的三维单站无源定位算法。该方法通过质点运动学原理,得出目标辐射源的位置,之后采用EPF滤波算法进行处理,对粗略定位结果进行修正和平滑,逐步估计出目标的位置。EPF（ExtendedParticleFilter）滤波是将EKF（ExtendedKalmanFilter）算法作为重要性函数的一种粒子滤波方法。仿真结果表明,基于EPF滤波的单站无源定位算法比传统的EKF滤波算法收敛更快、更稳定,滤波效果更好,定位精度更高,这对无源定位跟踪算法精度的提高和实际应用有很大的意义。     

无人飞行器自主降落区识别方法研究

为实现无人飞行器的自主降落,针对降落平坦区域包含特征较少、且分布没规律、形状各异等特点,本文设计了一种基于点云几何特征的快速点云分块和平坦区识别方法。该方法通过无人飞行器上的相机获取二维图像,并使用多视角立体三维重建技术获得场景三维点云,提出了以空间距离作为平滑项、以点在Z方向上的高度作为相似项的三维点云滤波算法对三维点云滤波,设计了基于点云法线和曲率的聚类分块对点云进行区域划分,然后改进RANSAC算法拟合点云平面,筛选出无人飞行器飞经场景的平坦区,并最终确定出无人飞行器的最佳降落区。最后,用本文所设计方法对戈壁人工沟壑、戈壁自然沟壑和小区花园等实拍场景图像进行降落区识别,实测结果显示识别出的区域地形起伏均小于0.125m@m~2,满足无人飞行器降落要求。     

基于粒子滤波的RFID室内节点定位跟踪研究

为了解决复杂室内环境下的RFID动态节点定位跟踪问题,文中建立了动态节点的运动模型和信号测量模型。仿真采用基于信号RSSI定位方法,结合运用等边三角形定位算法。由于室内射频信号具有较高的噪声污染,因此首先对采集的信号运用粒子滤波技术进行滤波处理,然后运用高斯粒子滤波算法对室内移动的RFID进行了定位跟踪预测。仿真结果表明该算法可以有效地对室内动态节点进行定位跟踪,精度较高,稳定性好,结果进一步说明高斯粒子滤波能有效地抑制室内射频噪声。     

多传感器联合测向定位算法

本文针对传统测向定位算法的性能受限于测向精度这一问题,提出一种基于粒子滤波的多传感器联合测向定位算法。首先,推导出联合测向定位的理论定位误差,进而提出加权平均方法对初步测向定位结果进行处理得到粒子的先验分布。其次,提出测向数据融合的粒子滤波算法用于对发射源进行定位,并对该算法进行定位误差分析。理论推导和仿真结果表明本文算法能够大幅度降低定位误差,提高定位精确度,与其他测向定位算法相比体现了其先进性。      

Fast Enhancement of Validation Test Sets for Improving the Stuck-at Fault Coverage of RTL Circuits

A digital circuit usually comprises a controller and datapath. The time spent for determining a valid controller behavior to detect a fault usually dominates test generation time. A validation test set is used to verify controller behavior and, hence, it activates various controller behaviors. In this paper, we present a novel methodology wherein the controller behaviors exercised by test sequences in a validation test set are reused for detecting faults in the datapath. A heuristic is used to identify controller behaviors that can justify/propagate pre-computed test vectors/responses of datapath register-transfer level (RTL) modules. Such controller behaviors are said to be compatible with the corresponding precomputed test vectors/responses. The heuristic is fairly accurate, resulting in the detection of a majority of stuck-at faults in the datapath RTL modules. Also, since test generation is performed at the RTL and the controller behavior is predetermined, test generation time is reduced. For microprocessors, if the validation test set consists of instruction sequences then the proposed methodology also generates instruction-level test sequences.     

基于捷联惯性/GPS组合的伺服跟踪系统软件设计

介绍了数字伺服跟踪系统的组成和控制原理,讨论了影响微控制器选择的几个要素,以任务分类和软件模块化为设计思路研究了系统管理软件模块、捷联惯性/GPS组合的伺服控制算法模块、伺服控制测试模块。最后将设计的软件加载到微控制器中对伺服跟踪系统进行验证。实验结果表明,该伺服跟踪系统软件设计方法好,有工程推广应用价值。     

Nonlinear System Control Using Adaptive Neural Fuzzy Networks Based on a Modified Differential Evolution

This study presents an adaptive neural fuzzy network (ANFN) controller based on a modified differential evolution (MODE) for solving control problems. The proposed ANFN controller adopts a functional link neural network as the consequent part of the fuzzy rules. Thus, the consequent part of the ANFN controller is a nonlinear combination of input variables. The proposed MODE learning algorithm adopts an evolutionary learning method to optimize the controller parameters. For design optimization, a new criterion is introduced. A hardware-in-the loop control technique is developed and applied to the designed ANFN controller using the MODE learning algorithm. The proposed ANFN controller with the MODE learning algorithm (ANFN-MODE) is used in two practical applications—the planetary-train-type inverted pendulum system and the magnetic levitation system. The experiment is developed in a real-time visual simulation environment. Experimental results of this study have demonstrated the robustness and effectiveness of the proposed ANFN-MODE controller.      

基于MSP430F2234微型机器人无线控制系统

介绍一种基于MSP430F2234单片机的微型机器人无线控制系统.控制系统主要由PC机工作站、MSP430F2234单片机、nRF24L01无线收发电路和微型步进电机驱动电路组成.设计完成微型机器人无线控制系统硬件电路以及各个部分的软件.实验表明,微型机器人无线控制系统具有很好的稳定性、快速性和准确性.     

基于IDT7005的CAN通讯卡的设计

为了在CAN网络中引入PC机作为控制器，开发一种基于IDT7005的CAN通讯卡，讨论了ISA总线与双口RAM的接口方法，运用IDT7005的令牌传递机制解决了PC机和单片机读写双口RAM时的仲裁问题。     

基于AVR单片机的旋转倒立摆设计

对简易旋转倒立摆的各个模块做了相关介绍,对系统的实现方案和设计步骤进行描述。采用ATmega16单片机作为主控元件,以BTS7960模块作为驱动器,使用直流伺服电机作为驱动电机。采用增量式PID算法控制摆杆达到稳定,对摆杆所处位置的角度进行分段,然后采用分段PID算法进行控制,以使摆杆快速趋于稳定状态,得到良好的控制效果。     

电视导引头伺服稳定平台控制器的数字化设计

提出了一种电视导引头伺服稳定平台数字伺服控制器的设计方法,介绍了数字设计的必要性、控制算法及软硬件设计方案,给出了系统的参数和试验结果.     

利用位置式数字PID 算法提高DFB 激光器驱动电源稳定性

由于分布反馈式(DFB)激光器输出光功率受其激射电流的影响,为了保证其稳定的光功率输出,研制了基于位移式数字PID算法的高稳定性DFB激光器驱动电源。在硬件设计方面,该驱动电源主要由控制器模块、恒流源模块和保护电路模块组成。采用模拟PI深度负反馈环节有效地提高了驱动电流的稳定性。在软件方面,采用位置式数字PID算法,消除了实际驱动电流值与理论值之间的微小差异。利用该驱动电源,对中心波长为1 563.01 nm的DFB激光器做了驱动测试。实验表明,长期稳定性(220 h)优于410-5,中心波长未出现漂移,为其在红外气体检测中提供了优越性能保障。     

一种多功能联网型热泵控制系统的设计与实现

介绍了多功能联网热泵空调控制系统的硬件结构及软件实现方法。结合热泵控制逻辑,以及实际的设备结构与安装环境,设计了相关的热泵控制器、水泵控制器以及用户控制面板。系统采用RS 485总线或CAN总线实现通信,并引入了多种抗干扰措施,对环境的变化具有良好的适应性。通过轮询法多任务调度以及软定时器算法控制,实现了系统复杂功能的高效控制,节省了控制器资源。经过长期的基本功能测试、空载测试和负载测试,成功验证了系统的整体功能与性能。     

基于EM78P447SB单片机的有线传呼对讲系统的设计与实现

介绍了一种新的有线传呼对讲系统的设计方法。该系统以单片机EM78P447SB为主控制器，通过信号发射芯片HT9200B和接收芯片MT8870等外围器件，实现了按键输入拨号进行个呼、部分呼、群呼、来电显示以及音乐铃声等功能，而所需的元器件极少，有利于推广利用。