基于视觉/惯导的无人机组合导航算法研究

目前视觉惯性组合导航系统多采用优化紧/松耦合以及滤波紧/松耦合算法,应用误差状态卡尔曼滤波能够将较低频率的视觉位姿信息提升到与惯性信息同步的频率;提出一种基于自适应卡尔曼滤波的视觉惯导组合导航算法,首先考虑到系统建模与传感器测量误差,采用自适应渐消卡尔曼滤波进行导航解算,通过实时计算遗忘因子,以调节历史数据的权重,可抑制建模误差,提高组合导航系统性能,然后针对视觉SLAM解算过程造成的视觉位姿信息滞后于惯导信息的问题,提出一种延时补偿方法;仿真实验表明,采用延时补偿的自适应渐消卡尔曼滤波算法能够有效抑制建模误差,并降低视觉位姿信息滞后带来的影响,提高无人机组合导航的解算精度,姿态、速度、位置解算精度分别达到5°、0.5m/s、0.4m以内。     

一种基于逻辑代数模型的动态故障树不交化方法

针对动态故障树的逻辑代数模型,提出一种不交化方法:在获得最小割序列或集合的基础上,通过对动态逻辑事件进行"非运算"和"反演"运算,推演出故障树逻辑代数模型的容-斥不交化形式,为其后的动态故障树定量分析提供有效的结构函数表达式。借助一个共享备件的双温贮备(WSP)系统案例的研究,可以体现出该种方法较之传统方法的优越性。     

飞控系统余度管理算法在VxWorks中的实现

利用余度技术可以大大提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力,余度设计的关键技术就是余度管理策略和方法,系统的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的。在有效的余度管理算法研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了二余度飞控计算机系统余度管理算法在VxWorks中的调度策略。给出了设计流程和操作过程。采用这样的设计使得系统结构紧凑,提高了系统的实时性和安全性要求。     

基于模值估计的三轴磁力计标定方法研究

现有的三轴磁力计标定方法大都是对采样数据进行归一化,然后利用样本数据求解参数.为了提高标定算法的通用性和有效性.提出了一种改进的标定方法,首先将磁力计所处位置磁场向量的模作为误差模型参数,然后对其进行估计算法设计,接着提出一种两步标定方法进行参数初值的选取,然后应用Levenberg-Marquardt方法进行磁力计标定算法设计.仿真和实验结果表明,本文所提算法对类似的三轴传感器具有通用性,不依赖于传感器的观测向量,同时能够对所观测向量的模值进行精确的估计,可以标定三轴磁力计的安装误差、静态灵敏度误差和零位误差,标定过程简便,适用性广.     

一种基于故障树的自动驾驶仪故障诊断专家系统设计

根据自动驾驶仪系统故障知识特点,设计了一种基于故障树的推理机制对系统进行故障诊断。建立了某飞机自动驾驶仪故障树,设计了针对故障树数据库的先序遍历推理机和解释机制,进行合乎故障树模型的树关联知识获取,结合相应的维护修理知识和BIT检测结果,完成专家系统的知识更新和对系统的故障诊断。初步实验结果表明,故障诊断准确,该专家系统具有一定的实用性和扩展性。     

解析余度关键技术研究与发展趋势

解析余度的研究对提高系统的容错能力具有重要意义,对解析余度的发展,研究内容等进行了介绍,探讨了这一领域的一些重要问题,主要内容包括参数估计、观测器／滤波器、等价空间、基于知识的解析余度技术和解析余度集成设计技术,并对解析余度的发展趋势和研究热点做了简要的分析与讨论。     

基于LSD检测的无人机视觉着陆定位算法

针对复杂电磁干扰和拒止环境下固定翼无人机自主着陆的应用场景,提出了一种基于LSD的无人机视觉着陆定位算法,通过检测跑道的左右边线以及起始线对无人机进行定位;根据机场跑道的形态学特征,构建机场跑道数据模型,并对实验所用相机进行标定,采用灰度化和高斯滤波对采集到的图像进行预处理,采用LSD直线检测算法以提取跑道的直线特征,设计几何滤波策略从直线特征中提取出跑道的三条边线,采用蒙版技术以提高检测算法的抗干扰能力;根据相机成像原理推导出基于线检测的PNP定位算法,通过检测得到的机场跑道线在像素坐标系下的位置信息求出无人机相对于跑道的三维位置;分别在视景仿真环境和真实机场环境进行检测和定位解算,结果满足无人机着陆定位实时性和准确性的要求,从而验证了视觉着陆定位算法的有效性。     

液态二氧化碳相变破岩振动能量分布研究

采用Hilbert-Huang变换方法对地铁基坑开挖工程中液态二氧化碳相变破岩时引起的振动信号的频谱特征、能量分布进行了研究。结果表明, 液态二氧化碳相变破岩时引起质点振动的频率主要分布于0~100 Hz范围内, 能量主要集中于0~20 Hz, 且随距离增加能量逐渐向高频带集中分布; 一定距离条件下能量分布主频带内的垂向分量能量比例最高, 水平径向次之, 水平切向最小, 平均值占信号总能量的70%以上, 且随震源距增加逐步降低并趋于一致; 质点瞬时能量起伏与其振动幅值对应, 主要作用于0~0.5 s的时间段内。     

直接自适应鲁棒飞行控制技术研究

为了克服不确定因素的影响,提出了一种基于直接自适应控制的鲁棒飞行控制系统设计方法,首先采用优化算法设计了补偿器以保证系统的正实性并且使得系统对模型不确定性具有鲁棒性,然后根据飞行品质的要求选择参考模型以实现良好跟踪,同时采用对误差的积分以加强控制系统的鲁棒性,接着利用李亚普诺夫稳定性定理证明了系统的渐近稳定性,最后应用某型飞机侧向控制系统进行仿真,结果显示所设计的飞行控制系统具有良好的自适应跟踪性能和鲁棒性能.     

求解动态优化问题的自组织进化算法

为在环境发生变化后跟踪最优解的变化,提出一种自组织单变量边缘分布算法(SOUMDA)来求解动态优化问题.自组织策略包含扩散和惯性速度模型,扩散模型利用当前环境的局部信息使群体向外扩散,惯性速度模型利用最优解的历史信息进行预测.将自组织策略与单变量边缘分布算法(UMDA)结合,使得算法在环境变化后自适应地增加种群多样性,提高算法适应能力,快速跟踪最优解.利用动态sphere函数对所提出的算法进行测试,并与iUMDA和UMDA算法进行比较,结果表明所设计的算法能快速适应环境的变化,跟踪最优解.