基于交互式多模型无迹卡尔曼滤波的悬架系统状态估计

为有效解决复杂行驶工况下非线性悬架系统运动状态无法精确获取的难题,实现模型参数不确定以及时变路面激励工况下悬架状态精确估计的目标,开展了悬架系统状态估计研究。在路面激励模型和非线性悬架系统模型的基础上,结合交互式多模型算法与基于马尔可夫链的蒙特卡洛理论,设计了考虑模型参数不确定以及时变路面激励工况下多模型交互无迹卡尔曼滤波（IMMUKF）状态估计算法,且利用随机控制稳定判据验证了所设计的非线性观测器稳定性判定。对比分析了不同路面激励工况下悬架系统对于传统无迹卡尔曼滤波观测器与IMMUKF观测器的状态估计精度,并进行了台架试验验证。试验与仿真结果表明,IMMUKF观测器可获取更高的系统状态识别精度,不同路面激励仿真工况下状态估计误差最大均方根值不超过8%.     

基于着色Petri 网的混杂监控系统建模分析

针对现有建模分析方法在混杂系统中系统建模和性能分析中表现的不足,提出一种基于离散事件监控框架的混杂系统仿真建模分析方法。应用着色Petri网技术构建混杂系统离散事件系统模型框架,内嵌连续系统模型,利用Petri网标识线性约束实现系统动态行为仿真分析和基于局部关联矩阵的Petri网监控设计。基于现有的离散事件动态理论的监控分析,采用离散事件系统Petri网监控方法实现混杂系统监控行为分析。并通过导弹拦截系统案例进行验证,实践结果证明了该混杂建模分析方法的可行性。     

基于二元决策图的护航编队多阶段任务体系可靠性分析

护航编队由多艘舰船组成,是一个复杂的装备体系。以护航编队为对象,在多阶段任务系统基础上给出了多阶段任务体系的概念。针对护航编队特点,建立其任务可靠性模型,根据共同失效基本任务对阶段故障树进行化简。采用二元决策图（BDD）算法,对编队任务各阶段可靠事件进行分析,并给出了BDD算法求解任务进行到各阶段时可靠度的流程图和程序实现的伪代码。假设护航编队各系统寿命服从指数分布或威布尔分布,在此条件下对其执行护航任务过程的任务可靠性进行分析评估,验证了所提模型和方法的正确性。     

面向任务场景的舰炮维修保障过程建模研究

针对舰炮任务过程中维修保障模型构建与验证的复杂性,利用场景描述舰炮的不同任务阶段,并依据舰炮维修保障过程的特性,对适用的建模方法进行了对比分析,提出了行为树(BT)与面向对象Petri网(OOPN)结合的建模方法。将基本行为树改进为扩展行为树(eBT)方法,建立了典型任务场景下舰炮维修保障过程的eBT模型,并提出了将eBT模型转换为OOPN的方法。最后,给出了模型转换实例与模型仿真验证的方法,说明了模型构建与验证的可执行性。     

k阶段变化条件下k/N:G系统的备件保障度模型

某些k/N：G系统的走是根据实际任务变化而变化的。针对k/N：G系统在多阶段任务的各阶段具有不同是的情况，给出了系统的备件保障度模型，并给出了备件保障度的求解算法，为确定任务备件携行量提供决策支持，给出了一个应用实例。     

卡尔曼滤波算法在多传感器融合技术中的应用

为了进一步提高测量精度,针对多传感器融合技术和非线性系统的连续-离散卡尔曼滤波算法的研究,提出了一种综合卡尔曼滤波和数据融合算法的优点相结合的估计技术和算法.仿真结果表明在使用连续-离散卡尔曼滤波方法估计的基础上,进一步采用加权融合算法,可以降低系统测量量的噪声干扰,并明显改善传感器测量参数的估计精度,其算法也是递推算法,可以满足实际应用中的实时性要求.     

随机多阶段任务成功概率仿真评估研究

多阶段任务系统在工业和军事领域有着广泛应用,准确评估其任务成功概率,对于了解系统性能状态和指导任务规划具有十分重要的现实意义。针对武器装备任务具有较强随机性这一特点,研究随机条件下多阶段任务成功概率仿真评估方法,建立存在随机共因失效时,不可中断和可中断随机多阶段任务成功概率仿真评估流程,并采用Matlab实现了该仿真过程。结合算例,验证了仿真流程的正确性和有效性,并分析了任务参数对任务成功概率的影响。分析结果表明：该仿真评估方法可用于可中断和不可中断随机多阶段任务成功概率评估,能有效解决复杂任务的任务成功概率评估问题;对装备任务进行合理规划,能提高其任务成功概率。     

多包传输网络控制系统的保性能控制

研究了一类具有不确定时延的多包传输网络控制系统的保性能控制问题。在传感器数据传输采用静态调度策略的情况下，在控制器端用对象模型来估计对象的状态，根据接收到的传感器数据更新模型的相应状态，将多包传输网络控制系统建模为具有不确定性的线性离散周期系统。根据周期系统理论和矩阵不等式方法，推导了多包传输网络控制系统保性能控制律存在的条件，给出了保性能控制律的设计方法，利用PENBMI软件包求解双线性矩阵不等式约束的优化问题可得到次优保性能控制律和次优性能指标。仿真例子验证了设计方法的有效性。     

复杂区域多UAV覆盖侦察方法研究

为提高多无人机对复杂目标区域进行覆盖侦察的效率,首先采用多边形宽度和最小面积外接矩形求解方法对不规则区域进行整理和离散化处理;其次,基于改进蚁群算法对各离散网格中心节点进行优化生成树的构建;最后,依据所得优化生成树进行多无人机协同覆盖侦察航路的规划。仿真结果表明,所提方法在完成目标区域覆盖侦察任务过程中所需转弯次数最少,且无需重新任务规划即可完成编队侦察任务重构,有效的提升了系统覆盖侦察的效率。     

导弹姿态控制系统快速输出采样离散变结构自适应控制

针对导弹姿态控制系统这一多输人多输出、具有参数时变和不确定干扰的离散时间线性系统．采用快速输出采样技术．设计了一种离散变结构控制器．给出了改进的自适应离散趋近律．要求未知扰动有界．但不要求满足匹配条件。理论分析表明．所设计的控制器能保证闭环系统有界稳定．对无干扰系统．消除了系统的抖振．对有干扰系统，减少了系统的抖振。仿真结果表明，设计的控制器对参数摄动和外部干扰具有良好的鲁棒性．控制效果良好。     

大规模多阶段任务系统马尔可夫可靠性模型的存储和计算

由于马尔可夫模型在进行多阶段任务系统的可靠性分析时,系统状态随部件增加呈指数增长,从而导致大规模条件下模型求解所需的存储量和计算量十分巨大。而根据马尔可夫模型中转移速率矩阵Q的取值规律和稀疏特性,给出了矩阵Q中元素q_ij基于状态二进制表示的计算公式,并提出了一种Q矩阵压缩存储(QMCS)方法。在模型压缩存储的基础上,进一步提出了基于Krylov子空间的可靠性求解算法。通过算例对比了不同压缩存储方案和不同求解算法的存储量、计算时间和可靠性结果,分析表明基于QMCS和Krylov子空间的模型求解方法具有较高的存储和计算效率,特别是在矩阵规模较大的情况下,该方法的计算耗时优于其他方法,且结果精度也能满足可靠性计算需求。     

随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估研究

共因失效广泛存在于装备作战任务过程中,合理地对共因失效事件进行建模,对于准确评估装备任务成功概率,具有十分重要的意义。针对现有的多阶段任务成功概率评估模型中没有考虑的一类随机共因失效问题,采用隐式二元决策图法,建立了当共因失效事件的产生服从随机分布时的多阶段任务成功概率评估解析模型,并以某型火箭炮装备为实际案例对模型进行了验证。研究结果表明：所建立的数学模型可以解决随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估问题,为评估装备多阶段任务成功概率提供了模型支撑;合理地任务剖面分析与建模有助于准确评估装备任务成功概率。     

事件驱动多关节机械臂轨迹跟踪自适应鲁棒控制

针对具有不确定干扰和建模误差的多关节机械臂轨迹跟踪控制问题,基于自适应鲁棒控制算法提出事件驱动跟踪控制器。通过自适应鲁棒控制保证多关节机械臂轨迹跟踪精度,处理不确定干扰和建模误差带来的不确定性影响。利用事件驱动控制框架,以当前跟踪误差和期望状态等变量作为输入定义事件驱动系统的变量。根据Lyapunov稳定性理论获得了驱动条件,且证明了无Zeno现象发生,使系统在满足驱动条件时更新控制指令,从而减少系统能耗与通信频率,提高系统的可靠性,保证多关节机械臂跟踪控制系统半全局最终一致有界。通过仿真验证了理论结果的有效性。     

Design of PID Controllers System with Multiple of Anti-aircraft Artillery Servo Performance Specifications

A novel design method for determining the proportional-integral-derivative（PID） controller gains of an anti-aircraft artillery servo system with multiple performance specificauons based on a particle swarm optimization （PSO） algorithm is proposed. First, a performance criterion evolution function combined with the system maximum displacement settling time, rise time, overshoot, steady state error, constant velocity tracking error and sine wave tracking error is defined. Second, the optimization problem of PID controller parameters and the searching procedure of PSO algorithm are constructed. Finally, the optimal or near optimal PID controller parameters are fast and easily obtained by solving the above optimization problem on the given controller parameter space following the PSO searching procedure. The simulation results show the effectiveness of the proposed controllers.     

某多管火箭武器射击密集度试验减少用弹量研究

研究多管火箭炮非满管射击密集度试验方法及仿真技术,提出了一种新的减少多管火箭密集度试验用弹量的试验方法。基于虚拟样机的动力学仿真技术和多岛遗传算法(MIGA)理论,建立多管火箭炮发射动力学参数化仿真计算模型,将其集成在多学科优化设计软件ISIGHT框架中,采用MIGA作为优化控制策略,形成了基于等起始扰动偏差思想的多管火箭炮非满管装填射击密集度试验方案。对满管齐射和非满管连续射击方案的起始扰动和射击密集度进行仿真计算。仿真结果表明,两种方案起始扰动相同,系统密集度预测值满足F检验条件,证明提出的非满管装填射击密集度试验方案是完全可行的,形成的非满管连续射击密集度试验方案可减少试验用弹量41.7%.     

大型复杂武器系统可靠性和维修性指标的总体优化方法

可用性是装备效能的重要组成部分,是装备常规技术性能得以发挥的前提。通过对大型复杂武器系统层次结构和可用度基本关系式的研究,采用数学分析方法确定了各分系统可用度指标协调改进的基本原理。研究了在工程实践中,各分系统的指标改进难度对改进次序的影响,设计了分系统级可用性和设备级可靠性维修性指标优化的计算方法并确定了算法流程。采用Matlab编程,以某型舰为例,检验了算法的可行性与有效性,给出了完整的计算示例,从而可为以最小的代价实现和改进装备总体可用度指标,使各分系统所属设备的可靠性和维修性指标形成一个整体的要求,提供理论依据和方法。     

复杂维修系统的动力学行为仿真

装备维修系统是复杂的动力学系统，其不同构成之间的相互作用导致维修系统的动态变化。从信息的角度看，维修需求的变化是驱动整个系统运作的关键，从而为实现维修系统的有效管理和控制，必须深入理解维修系统变化的内在动力学行为，特别是系统的暂态行为。系统仿真方法为分析暂态行为提供了可能，为此论文考虑了两级维修体制下一类装备的维修系统，分析了其运作过程并由此设计和实现了相应的仿真框架和算法。算例的仿真结果表明了仿真框架和算法的有效性，并揭示了传统随机过程方法所未能展示的维修系统的非线性动力学行为。     

一类非完整链式系统的有限时间镇定控制

针对一类三维非完整链式系统的有限时间镇定问题,提出了2种基于切换控制策略的有限时间镇定控制器,并给出了相应的控制器参数选择条件。分别应用齐次系统方法和终端滑模控制理论、根据系统各状态的变化并结合切换控制策略设计了上述控制器。系统各状态可在有限时间内从任意的非平衡位置收敛至平衡位置。最后,应用这2种控制器解决了三维非完整链式系统镇定问题并给出了具体的应用形式。通过仿真验证了所设计的有限时间镇定控制器的有效性。     

基于模糊理论的导弹系统贮存可靠性仿真方法研究

针对新型、复杂导弹系统的贮存可靠性分析困难的问题,研究了模糊故障树分析法和模糊系统贮存可靠性仿真方法,探讨了将导弹系统视为模糊系统,基于模糊理论对其贮存可靠性进行研究的思路,为新型、复杂导弹系统贮存可靠性的研究提供了技术途径.以某型号导弹自动驾驶仪为例,在功能分析的基础上建立了自动驾驶仪模糊故障树,然后利用模糊系统贮存可靠性仿真方法对其贮存可靠性指标进行了分析,对自动驾驶仪的维护与管理具有指导作用.