面向不确定性环境的多无人机协同防碰撞

随着无人机碰撞事故的增加, 防碰撞已成为多无人机共空域飞行亟待解决的问题。首先, 进行多无人机协同防碰撞体系结构设计, 然后, 提出一种新的模型预测控制方法: 应用扩展卡尔曼滤波预测不确定性环境空间的障碍物和目标轨迹, 无人机通过机间通信实现环境信息共享, 基于模型预测控制方法进行多无人机协同防碰撞制导决策。仿真结果表明所提方法的有效性, 同时协同机制的效果明显。     

基于信息熵的多值属性系统诊断策略优化方法

诊断策略问题是系统测试和诊断技术中的一个关键问题,并已被证明是NP问题.目前已有的大部分研究都是针对二值属性系统的,而多值属性系统的诊断策略研究较少.针对多值属性系统诊断策略优化问题,研究了多值属性系统的相关性矩阵模型和信息熵理论,根据在故障诊断树的建立过程中应优先选择提供信息量大,测试费用小的测试点的原则,建立了基于信息熵的多值属性系统诊断策略优化方法,给出了具体的计算步骤.实例计算结果和算法分析表明,此方法和最优算法相比,可大大减小计算时间,而且得到期望费用相差较小,可用于复杂多值属性系统的诊断策略设计.     

改进PSO-BP算法在飞机剩余油量测量中的应用

针对飞机在飞行时油箱因受震动引起油面起伏不平,导致原有静止状态时的计算模型产生较大测量误差,提出采用BP神经网络的预测飞机剩余油量;但由于BP神经网络存在学习效率低、收敛速度慢和易陷入局部极小等局限,采用改进粒子群算法优化BP神经网络的训练;将改进PSO-BP算法用于飞机剩余油量的测量,实验结果表明,与传统BP学习算法比较,改进PSO-BP算法具有训练时间短,相对误差小,控制精度高等优点,有效地提高了油量测量的精度。     

城市密集不规则障碍空间无人机航路规划

随着国家低空开放和民用无人机的普及,小型无人机在城市空间的使用将会越来越广泛,城市空间的密集不规则障碍环境对无人机的安全提出了严峻挑战.针对传统的全局航路规划方法在密集不规则障碍环境中容易陷入局部"死区"而导致飞行危险的问题,通过设计当前航点到无人机视界的航路代价函数,建立了局部视界范围内的最优回溯模型,提出基于局部回溯和广度优先思想相结合的综合路径规划方法.仿真对比实验表明,本文提出的航路规划方法避免了传统的全局规划方法存在的局部"死区"问题,可在密集障碍环境中为无人机规划出安全可飞的航路,使无人机能够规避任意不规则形状的危险障碍,提高了无人机在城市低空环境中飞行的安全性.     

面向无人机自主防碰撞的认知博弈制导控制

针对非隔离空域中的无人机碰撞规避问题,提出一种基于认知博弈制导的无人机自主防碰撞方法.首先,描述了非隔离空域中无人机自主防碰撞控制问题.其次,建立了无人机与入侵机的运动学模型,并构建了无人机的认知安全域,将无人机碰撞规避问题转化为涉及两方的博弈问题.然后,提出了制导策略集的求解方法.最后,仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于认知制导的无人机安全控制方法研究

由于无人机系统自身的技术局限性和周围环境的复杂性,无人机发生失控、撞机、被劫持等安全事故的潜在风险越来越高。从提高无人机系统作战使用安全性的需求出发,对无人机系统的自主安全控制方法进行研究探索。对无人机安全性内涵与安全控制研究现状进行了分析,探讨了无人机制导与人类认知的联系,提出了基于认知制导的无人机安全控制方法,建立了无人机防碰撞控制策略,并以两架无人机的防碰撞控制为例,对基于认知的无人机安全控制方法进行仿真研究。     

基于STM32的机载燃油计算机设计与实现

针对我国现役战机电容式燃油测量系统测量精度低、维护保障问题突出、故障率较高的缺点以及对新型战机发展的需要,采用嵌入式设计理念构建基于STM32微处理器的燃油计算机,实现对燃油系统的综合管理。首先提出了核心处理板+外围电路的燃油计算机的总体设计方案,然后重点阐述了基于STM32微处理器的核心处理板和基于CPLD的信号转换板、继电器控制信号输出板的外围电路的硬件设计,编写了自动液面控制、CPLD串口通信和429总线数据收发的应用程序;最后给出了系统的实物图并对其进行了测试。测试结果表明,燃油计算机设计是可行的,该燃油计算机的构建将对提高燃油测量精度和系统维护保障性具有十分重要的现实意义。     

通信延迟条件下无人机编队重构的自主安全控制

多架无人机协同执行任务是未来网络化战场上的一种重要作战要求,然而复杂战场环境的变化极大地影响无人机编队的生存能力.为了自主安全地实现复杂战场环境中存在通信延迟的无人机编队重构控制,构建基于分层结构的无人机编队重构的自主安全控制架构.然后,提出一种基于纳什谈判的分布式预测控制(Nash bargaining solution-distributed model prediction control,NBS-DMPC)的新方法.针对存在通信延迟的问题,设计了基于信息滤波算法的信息补偿方法.最后,仿真实验表明所提算法能够自主安全地控制无人机编队重构并能有效降低问题的求解规模.同时仿真结果也验证了所提信息滤波算法在通信时延下的有效性.     

基于纳什议价的无人机编队自主重构控制方法

针对任务环境下携带不同载荷的无人机(Unmanned aerial vehicles, UAVs)组成的编队, 为实现无人机间的相互支援和补充而进行编队重构控制, 运用多目标多人博弈理论, 将其转化为纳什谈判过程. 结合分布式模型预测控制(Distributed model predictive control, DMPC)方法, 设计一种基于纳什谈判的分布式预测控制(Nash bargaining solution-DMPC, NBS-DMPC)算法求解该问题, 并对算法收敛性进行了证明. 仿真实验表明, 该算法能够有效控制编队自主重构, 实现编队无人机间的威胁规避和协同保护, 同时能够有效降低无人机编队自主重构控制问题的求解规模.     

直升机健康管理系统体系结构研究

提出通过构建直升机健康管理系统(HUMS),对整个直升机的运行状态进行实时监控,及时发现并预测故障,为操作人员和维修人员提供技术支撑;介绍了该系统的发展历程和趋势,提出了HUMS系统的总体方案;设计了开放式体系架构的HUMS处理单元,分布式体系架构的地面站和无线数据传输通信系统;对构建我国直升机HUMS系统提供了一定的参考价值。