自抗扰技术在四旋翼飞行姿态控制中的应用

介绍了自抗扰控制器的结构组成,包括跟踪微分器、扩张状态观测器以及非线性状态误差反馈律,并给出了各部分的典型算法．针对四旋翼盘旋系统的姿态控制问题,设计了连续型和离散型两种自抗扰控制器,在Simulink下搭建了仿真结构图,并进行了参数整定．仿真结果表明,文中所设计的自抗扰控制器可以满足控制精度及快速性的要求,并且具有强鲁棒性、抗干扰性能以及对非线性强耦合系统的解耦能力．     

双目立体视觉的无人机位姿估计算法及验证

针对无人飞行器在未知复杂环境下的导航问题,提出了一种基于双目立体视觉的无人飞行器位置和姿态估计算法。用双目摄像机采集立体图像序列,对图像进行立体校正后使用Harris算法提取特征角点,用NCC算法获取匹配特征点,导出摄像机坐标系下的特征点坐标,得到三维立体特征信息,使用RANSAC算法与L-M迭代算法得到无人飞行器姿态和位置估计值。实验结果表明,基于双目立体视觉的位姿估计算法能适应未知环境变化,计算结果与实际位姿量相比误差小,能满足无人飞行器导航要求,可为无人飞行器的导航实现提供一套新途径。     

基于稀疏阵列技术的MIMO声呐低运算量二维成像

为了降低多输入多输出(multiple-lnput multiple-output,MIMO)声呐二维成像系统的运算量,提出了稀疏阵列和MIMO声呐相结合的低运算量二维成像方法。在MIMO声呐的虚拟接收阵列为矩形平面阵的前提下,使用模拟退火算法(simulated annealing,SA)对该虚拟矩形平面阵的阵元位置和加权系数同时优化,在保持期望波束性能的前提下大量减少其虚拟阵元数目;根据虚拟接收阵元与匹配滤波器一一对应的关系,移除掉与关闭虚拟阵元所对应的匹配滤波器;对保留匹配滤波器的输出信号进行波束形成等处理,获得目标的二维强度图。计算机仿真结果验证了该方法的有效性。     

跟踪-微分器在全捷联制导中的应用分析

以仅能获取角度信息的全捷联导引头为研究对象,针对采用直接微分提取惯性视线角速率时存在的噪声放大问题,基于跟踪微分器设计了一种全捷联制导信息提取算法。结合导引头的性能指标要求,对3种不同形式跟踪微分器的提取效果进行了对比分析。仿真结果表明,采用非线性微分器进行惯性视线角速率提取,可以减小延迟时间,避免噪声放大,有效提高制导精度,具有一定的工程应用价值。     

基于TiO_2忆阻器的混沌振荡电路

忆阻器是一种具有记忆性的新型非线性电阻,是继电阻器、电容器和电感器之后的第4种基本电路元件。该文根据惠普实验室提出的荷控型TiO2忆阻器模型,构建了一个磁控TiO2忆阻器模型,采用该磁控忆阻器模型设计了一个新的混沌振荡电路,以期产生复杂的伪随机混沌信号。对该振荡电路的基本动力学特性进行了理论和仿真分析,并进行了DSP芯片实验验证。仿真结果、理论分析和实验观察具有一致性,表明该混沌系统具有与一般混沌系统不同的特性。     

液压钳制器的螺栓力学分析

针对某款液压常闭型钳制器提供钳制力的螺栓,分析其受力情况与安全系数,验证了车去中段螺纹的螺栓直径为9mm的光杆部分能够承受钳制器所需要的巨大的钳制力,但是在重新设计时,应当将光杆部分的直径尽量取得大一些,保证螺杆不会被拉坏。同时验证了大径为12mm的螺栓,各螺距对螺纹强度影响不大,并给出了不同大径不同螺距的普通螺纹危险截面的切应力与弯曲应力的计算公式,为替换其他标准和选用合适的国标普通螺纹提供了理论依据。     

多孔碳板气-气增湿器新型设计方法

多孔碳板是一种具有高孔隙率和高导热性能的多孔材料,适合制作燃料电池增湿器,针对这一特性,提出了一种多孔碳板气-气增湿器的基本结构,以停留-扩散时间比和流道内气体流速为设计依据,提出了多孔碳板气-气增湿器的优化设计流程。通过优化设计,使增湿器在燃料电池所需气体流量的条件下工作时,停留-扩散时间比与气体流速均在一定范围之内,既保证增湿器的增湿效率较高,又保证增湿器体积不至于过大。根据该设计方法为一个25 kW燃料电池系统设计了多孔碳板气-气增湿器,能满足增湿要求。     

改进型粒子群算法磁致伸缩作动器的跟踪控制

在低频条件下,以磁致伸缩作动器线性模型为基础,设计了PID及前馈PID控制器。针对固定参数控制器自适应能力较弱的现状,提出用粒子群（ PSO）算法对固定参数控制器进行优化。针对标准PSO算法存在早熟收敛、后期迭代易陷入局部最优的不足,进一步提出了一种可动态调整惯性权重及遗传变异的改进型粒子群（ IPSO）优化算法,并将该算法与前馈PID相结合应用于磁致伸缩作动器的位置跟踪控制。仿真结果表明：针对指令阶跃信号,相对传统PID及前馈PID控制,改进型PSO前馈PID控制具有控制精度高,位置跟踪效果好及抗干扰能力强的特点。     

高频变压器不同绕组结构对分布电容的影响

高频运行时,变压器寄生参数对反激变换器性能影响不可忽略。漏感和分布电容是变压器主要的寄生参数,设计过程中考虑较多的是漏感,而分布电容往往被忽略。分析了变压器分布电容对反激变换器的影响,并以高输入电压低输出电压变压器为例,给出了变压器高频简化模型。继而给出变压器分布电容的确定方法,并基于该模型,研究不同的绕组连接方式和绕组排列布局对变压器分布电容大小的影响,并通过软件提取了分布电容参数。仿真结果表明,通过改变绕组结构能达到明显改变变压器分布电容大小的目的,从而对设计性能良好的高频变压器有重要的实际意义。     

基于无线传感网的水下地形监测系统设计

水库、航道等水域的水下地形测量对安全生产至关重要,针对传统方法采用人工测船周期长、成本高的缺点,设计了基于无线传感器网络的水下地形监测方法.该方法利用自行设计的无线水深测量节点,首先采用二维定位算法计算节点平面坐标,并利用超声波测距传感器获得垂直深度坐标,然后利用所有节点的三维坐标进行曲面拟合,重建水下地形.试验和仿真结果表明：该方法有效可行,具有一定的实用价值.