基于非线性动态逆的水下运载器控制方法研究

针对水下运载器具有强非线性、强耦合、多输入多输出、水动力作用复杂以及姿态变化剧烈等特点,设计了一种非线性动态逆控制系统,解决了传统控制器设计方法在线性化过程中因忽略非线性因素带来局限性的问题。通过慢回路姿态控制器和快回路姿态控制器的设计解决了水下运载器非线性、强耦合以及多输入多输出的问题,并且运用Lyapunov 稳定性分析证明了控制器的稳定性。控制方法跟踪单位阶跃信号时稳态时间为1 s,超调量为4%,较PID 控制的动态特性有较大提升。非线性控制系统仿真结果表明该控制器对于依30%水动力参数不确定性具有一定的鲁棒性。摇摇     

刚体飞行器姿态机动的模型预测控制方法

针对一类刚体飞行器的姿态机动问题,提出了一种将飞行器姿态驱动到设定姿态的模型预测控制算法。通过构造合适的控制性能指标函数,对经反馈线性化处理的飞行器姿态运动方程设计了模型预测控制器。由于预测控制的一个重要特征是能实现对设定参考点或参考轨迹的有效跟踪,因此将要解决的飞行器姿态机动问题转化为对设定姿态的跟踪问题。仿真结果表明,所提出的模型预测控制算法成功实现了飞行器的姿态机动。     

三节柔性盾构姿态的确定

现代隧道施工对盾构要求越来越高,传统的单节盾构渐渐难以满足,柔性更好的三节盾构机迅速兴起。目前相关文献多是研究单节盾构机姿态的计算方法。本文基于三维坐标转换模型、空间平面拟合以及最小二乘原理,介绍了通过观测一节盾构上三个棱镜坐标和各节盾构间千斤顶长度来确定三节柔性盾构实时姿态的一种算法。基于该算法编写的程序高效正确地完成了实例计算,验证了该算法的可行性和实用性。     

基于强跟踪滤波器的滚转弹姿态估计

给出一种基于强跟踪滤波器( STF)的滚转弹飞行姿态获取方法。为了得到试验弹的飞行姿态,使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用STF滤波器对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态,为进一步的弹体飞行动力学分析及制导系统的效能分析提供依据。利用低速滚转弹姿态运动模型,导出一组基于多重次优渐消因子扩展Kalman滤波器(SFEKF)的迭代滤波方程。由于SFEKF对模型参数失配的鲁棒性及对状态变化较强的跟踪能力,改善了算法的姿态估计精度。仿真计算结果验证了算法的有效性。     

具有自主决策能力的机动单元智能体研究

在机动作战仿真中,具有对战场威胁快速反应和决策能力的机动单元实体才更符合实际作战的情形。为此,提出了具有自主决策功能的机动单元智能体的结构模型,它由感知、威胁预测、决策、学习和执行等部分组成;建立了用于威胁预测的神经网络模型,并将智能体的决策描述为马尔可夫决策过程(MDP)．面对复杂的决策环境,将强化学习技术运用其中,使得智能体通过不断观测新的环境状态,运用学习手段,作出最佳的策略选择。针对强化学习中状态空间大、现有算法收敛速度较慢等问题,提出了改进的SARSA(A)学习算法。仿真实验验证了强化学习下机动策略决策的有效性和改进算法的效率。     

切换有向拓扑中的网络化Euler-Lagrange系统自适应同步控制

在动态切换拓扑中研究了带有参数不确定性和单向信息交互的网络化Euler-Lagrange系统的协同控制问题.针对通信拓扑随时间变化的问题,利用有效的局部信息交互设计了一个分布式控制律,并利用自适应技术解决了系统动力学中的参数不确定性问题.通过构造一个连续的Lyapunov函数,证明了系统在切换拓扑的并图存在一棵有向生成树的频率足够高时即可实现网络同步.此外,进一步拓展使用简单的干扰观测器或滑模控制方法进一步研究了该协同策略下的干扰抑制问题.最后,以五颗异构航天器的姿态同步为背景,通过数值仿真及其对照说明了所提合作控制策略的有效性.     

基于硬件Kalman滤波器的航拍云台姿态获取

航拍云台姿态获取是航空摄影中相机姿态校正的基本依据,介绍了一种基于硬件Kalman滤波器的航拍云台姿态获取的实现方法。设计中采用MPU6050作为系统的姿态传感器,它提供三轴角速度和三轴加速度数据。根据系统特征建立Kalman滤波方程对这些数据进行数据融合处理,Kalman滤波过程中的加减乘除浮点数运算由FPGA实现,外部数据的采集和时序的控制也由FPGA完成。经过对实际数据的处理实验,得出该硬件模块可以获得较为准确的航拍云台姿态,输出结果误差在-1.5°~1.5°范围内。     

广东高校大学生心理健康及对自杀态度的调查

为了解广东高校在校大学生的心理健康状况及其对自杀的认识,对广东五所高校近500名学生进行了心理健康装康即对自杀态度的调查,文章分析了调查的结果,并对结果进行讨论,希望能重视大学生的心理健康教育,减少因心理问题而导致大学生自杀的现象.     

需求依赖于价格情境下基于Copula-CVaR 的报童决策

探讨价格不确定下,需求-价格相关性与风险态度对决策行为的影响.建立随机需求与随机价格相关情境下基于Copula-CVaR的报童决策模型,Copula函数描述相关性,条件风险价值(CVaR)反映风险态度,证明了模型解的存在性和惟一性.蒙特卡罗模拟发现,需求与价格的相关性与风险态度对决策的交互作用使决策行为发生规律性变化,决策者对价格波动有一定容忍度,需求与价格相关性趋于不相关与完全负相关时市场趋于同质性.     

复杂机动动作最优航迹控制模型及操纵特性分析

为了提高驾驶员对机动动作的控制能力,从驾驶员操纵角度避免机动动作过程中的风险,提出以控制量变化率作为优化参数的机动动作最优航迹控制模型.将机动动作划分为彼此相连的轨迹片段,轨迹片段划分合理,则每个轨迹片段具有相同的控制量变化率,控制量变化率不但能够给出机动动作控制量的输入,更重要的是能够反映机动动作过程中驾驶员操纵的快慢程度.使用小生境稳态遗传算法(niching steady-state genetic algorithm,niching SSGA)对最优航迹控制模型进行求解,求解结果为机动动作最优控制量变化率序列,以该序列对应的控制量作为机动动作的输入,能够实现一个标准的机动动作.仿真实验部分以典型纵向机动动作斤斗及横侧向机动动作桶滚为例进行分析,研究了两类动作的最优控制量变化率序列,并对两类动作的操纵特性进行了分析.