基于可学习EKF的高超声速飞行器航迹估计

临近空间高超声速目标因具有高速、大机动、全球到达的特点,已成为国防安全的一类新型威胁.此类目标具有非惯性的航迹形式、并可进行复杂的策略性机动,给其航迹估计带来了新的挑战.为应对目标的机动特性,提升航迹估计性能,将循环神经网络与扩展卡尔曼滤波深度嵌合,提出了基于可学习扩展卡尔曼滤波的航迹估计方法.首先,通过分析目标机动特性,建立了参数化的目标机动模型.然后,考虑目标复杂机动特性对航迹估计造成的影响,将循环神经网络与扩展卡尔曼滤波深度嵌合,提出了可学习扩展卡尔曼滤波方法.通过使用已有航迹数据进行训练,所嵌入的两个循环神经网络,可发现目标机动的隐含规律,并对目标复杂机动所引起参数与模型不确定性的进行在线识别与动态补偿.最后,以某临近空间高超声速目标的航迹估计为例,选取典型机动场景,对所提出方法与EKF、AEKF等传统方法进行了对比分析. 分析结果表明,所提出的可学习扩展卡尔曼滤波方法可有效应对目标复杂的机动,具有比EKF、AEKF方法更高的估计精度和更优的估计动态性能.     

直接侧向力与气动力复合控制导弹脱靶量分析

大气层内姿控式直接侧向力控制导弹末制导系统存在气动力控制与复合控制之间的切换,在这种特殊情形下引入有限时间广义H2方法进行脱靶量分析.根据复合控制导弹末制导系统数学模型,研究了切换情形下的零效脱靶量与制导系统关键参数之间的关系,分析了直接侧向力启控时间、有效导航比、修正比例导引系数以及目标估计环节时间常数对零效脱靶量的影响.分析结果为制导末端直接侧向力启控时间的确定和修正比例导引律参数的选择提供了有力依据.     

位置伺服系统量化效应引起的振荡问题

针对位置传感器量化非线性造成的位置伺服系统极限环振荡问题，研究了在量化非线性和死区非线性共同作用下系统趋于稳态时的特性。采用单回路多非线性系统的描述函数方法给出了振荡时力矩死区同位置传感器量化阶之间的关系，并求得了能使系统镇定的死区范围，提出了以伺服误差的方差作为评价指标的寻优判据，采用数值方法解得使系统镇定的最小死区。仿真结果表明，在量化非线性和所求得的最小死区共同作用下，原有位置伺服系统在稳态时可以避免振荡。     

多传感器交互式多模型系统中数据融合的一种算法

交互式多模型Kalman滤波器是一种基于“软切换”的机动目标跟踪方法，该方法在多目标跟踪系统中取得了良好的效果。本文提出了一种基于方差范数最小意义下的多传感器交互式多模型信息融合方法，并通过仿真验证了该方法的有效性。     

一类混合系统的建模问题

针对一类具有多个子系统相互作用的混合动态系统，建立了每个子系统的混合输入输出自动机模型，并给出了混合输入输出自动机的运算规则．运用模块化的建模思想，根据子系统之间逻辑和物理上的联系，通过单个模型的输入输出接口，将混合输入输出自动机按照运算规则进行综合，从而建立整个混合系统的混合输入输出自动机模型．通过实例说明了建模方法的运用过程．     

带有间歇辅助测量的机动目标被动跟踪

大气层外拦截器一般采用红外成像导引头,只能测量弹一目之间的视线角.为了得到先进导引律所需要的弹一目相对距离、相对速度等信息,对被动跟踪的方案、滤波方法进行了研究.首先在给出被动跟踪问题描述的基础上,分析了提高机动目标被动跟踪问题可观性的途径,提出了带有间歇辅助测量的协同跟踪方案.其次.结合大气层外目标的运动特点,建立了机动目标模型,并给出了考虑间歇辅助测量的IMM滤波方法的流程.在滤波中应用了直角坐标系和改进极坐标系,并且给出了二者之间的相互转化关系.考虑到两个坐标系各自的特点,时间更新在笛卡尔坐标系进行,测量更新在改进极坐标系中进行,避免了由于非线性特性引起的滤波性能下降问题.最后,给出了不同测量噪声水平下的仿真结果,结果表明:即使辅助测量存在较大的测量噪声,提出的方法仍然有效.     

一类递阶混合控制系统的设计

针对一类具有多个子系统相互关联相互作用的混合动态系统,建立了受控对象和闲环控制系统模型,采用对策论和优化思想求解设计中的有关参数最优值以及局部数值控制规律,并得到对应离散状态的连续状态空间划分和离散状态的迁移条件,在此基础上综合出满足系统需求规范的递阶混合控制器。六自由度运动控制的系统参数与控制器设计实例说明,该方法的可行性和有效性。     

防爆液压提升机与提升信号系统的闭锁控制

研究防爆液压提升机的基本组成和控制原理,通过在液控系统中增设液压元件组成特殊控制回路,简单、可靠地实现了防爆液压提升机与提升信号系统间的闭锁控制,最大限度避免了矿井运输系统安全事故。     

基于稳定性分析的寻的制导约束问题研究

基于平面拦截模型,给出了比例导引制导系统的有限时间鲁棒绝对稳定和输入输出稳定的条件,在此基础上针对有界的任意目标机动,分析了制导系统性能对弹体动态特性、可用过载和制导规律等因素的要求,给出了制导控制系统设计的边界条件.仿真结果验证了边界条件的可行性和有效性.     

基于以人为本的矿山机械设计理念

相对以满足功能为主的传统设计方法，提出了矿山机械的以人机工程学为第一，以人为本，从尊重人出发,使用户满意、操作司机满意、乘坐人员满意和它周围工作人员都感到满意的设计理念，并以液压提升机为例，就矿山机械的外观形象、降低噪声、操作与控制系统、安全性、乘坐舒适性等做了分析与探讨。