基于分层多模自适应滤波算法的无人机多重传感器故障诊断

应用标准的多模自适应滤波算法能够在较短的时间内检测出系统的单一故障,但是当把它用于检测系统的双重或多重故障时,这一算法需要建立所有可能出现的故障模型,而每一个模型都要对应一个卡尔曼滤波器,需要大量的滤波器并行运算,大大增加了系统的故障诊断时间,为了简化算法并减少算法计算时间,本文提出了一种用于复杂系统的多重故障诊断的分层多重模型滤波技术,在确定某一单个故障发生后,则可以启用一组基于上一单个故障的新滤波器来检测系统的第二重故障,这样减少了并行运算的滤波器数量,从而减少计算量和故障诊断时间.本文将此算法应用于某无人机多重传感器的故障诊断,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于自适应阈值的无人机避障算法研究

针对四旋翼无人机飞行中障碍物规避问题,采用改进型向量场直方图算法进行避障策略设计。主要针对传统VFH算法存在的阈值敏感问题,设计了一种自适应阈值函数。根据传感器有效量程以及运动惯性等约束条件,动态调整阈值门限,有效地解决了小阈值造成的避障路径曲折问题,以及大阈值造成的无人机避障滞后的缺点。数值分析和实验表明,通过增加自适应阈值函数,改善了传统向量场直方图算法存在的阈值敏感问题,满足了无人机自主避障控制要求。     

基于自适应粒子滤波的无人机目标跟踪算法研究

随着人工智能技术的发展以及数字图像处理技术的应用日渐普及,目标跟踪成为国内外学者的研究热点,该文针对无人机目标跟踪易受遮挡、形变、等复杂背景的干扰导致跟踪失败等问题提出一种基于自适应的粒子滤波的无人机目标跟踪算法。实验结果表明,该算法能有效地减少因复杂因素干扰导致的目标跟踪精度下降的问题,具有良好的鲁棒性。     

基于相对速度的802.11p车载网络自适应退避算法*

IEEE 802.11p协议是针对车载环境应用制定的物理层与MAC层标准.车载网络中节点的高移动性和拓扑结构的频繁变更导致网络丢包率增加.为解决车辆移动特性引发的信道访问不公平性问题及降低网络丢包率,提出一种基于相对速度的自适应退避算法RSBA,依据移动节点间相对速度差异优化退避机制.通过NCTUns模拟实验表明,RS...     

基于表面粗糙度的铝合金材料疲劳寿命预测

为了研究表面粗糙度对铝合金材料疲劳寿命的影响,提出一种利用基于表面粗糙度曲线的插值法构造试件真实表面形貌的方法。首先对试件进行打磨处理,然后利用粗糙度仪提取打磨后试件的粗糙表面轮廓曲线;使用插值法重构三维有限元模型并进行疲劳寿命分析;将得到的疲劳寿命与MTS疲劳试验得到的结果相对比;最后建立了粗糙度参数与疲劳寿命之间的函数关系。结果表明：使用插值法得到的仿真疲劳寿命与试验得到的疲劳寿命结果基本一致,最大误差为19.2%,证明了该方法的正确性。粗糙度参数与疲劳寿命存在幂函数关系,基于粗糙度参数可开展疲劳寿命预测。     

基于格雷码的无人机图像传输自适应译码算法

传统的无人机与地面接收机之间的信道编码采用Turbo码、LDPC码等.Turbo码和LDPC码译码复杂、实时性不足、硬件成本高,其中LDPC码在高信噪比时候易导致错误地板.格雷码运算复杂度低,运算时间少,硬件实现简单且功耗也相对更低.针对这一现状,本文提出了基于格雷码的无人机图像传输自适应译码算法.在格雷码软硬判决译码算法的基础上设计了依据奇偶校验位的译码判决机制.仿真结果表明,该算法复杂度低、运行速度快、可靠性好,硬件成本低,可在满足图像精度需求下自适应地选择合适的解码方法,提高解码速度.     

基于物理统计模型的车载IGBT振动疲劳寿命评估研究

在新能源乘用车车载环境中,受路面不平整度和发动机转动的影响,IGBT模块面临着振动疲劳失效的风险。为保证IGBT模块在使用过程中的可靠性,对其振动疲劳寿命进行评估具有重大意义。IGBT模块内部结构复杂,无法直接对其进行纯物理模型上的振动疲劳寿命评估。为此,文章提出了一种IGBT模块振动疲劳寿命的评估方法,其首先通过加速试验获取IGBT模块在高振动量级下失效的寿命数据;再基于威布尔分布的寿命分布统计模型获得模块在实际工况下的可靠性寿命分布,进而获取模块在实际应用中的可靠性寿命数据。试验结果表明,该方法可以有效预估IGBT模块在批量投入使用过程中的失效率,为合理管控应用风险提供保障。     

构件疲劳寿命的估算方法

本文介绍了构件产生疲劳裂纹的过程、原因和危害;通过科学的方法对构件的疲劳寿命进行推导计寄,从而使我们了解在具体应力作用下构件的大概寿命。     

基于神经网络的结构疲劳寿命仿真的研究

疲劳是一个相当复杂的过程 ,受大量难以监控的因素影响。目前的疲劳寿命估算基本是采用传统的经验公式 ,计算程序复杂 ,精度低 ,试验成本高。随着人工神经网络的迅速发展 ,使用人工神经网络对疲劳寿命计算成为可能。该文通过对疲劳寿命的影响因素分析 ,采用改进的BP网络对疲劳寿命计算进行仿真 ,仿真结果表明这种方法对疲劳寿命估算是可行的 ,并且有很好的精度。     

基于机器学习的自适应预测式外呼算法研究

预测式外呼是一种高效的触达客户的方式.但如何在尽可能提高坐席利用率的目标下又同时要控制住呼损率,一直是企业亟待解决的问题,尤其是在话务接通率波动较大的情况下.设计了一种基于机器学习技术的预测和自适应控制算法,能够精确地预测给定拨打速度下的坐席利用率和呼损率,能够自适应各类话务接通率来实时调整拨打速度.基于数值分析发现,...     

无人机电源地面测试系统设计

为了实现对某型无人机电源系统的快速检测,设计了一种基于Labwindows/CVI的无人机电源地面测试系统。测试系统的硬件部分能够实现数据的快速采集,软件部份分为数据采集软件和数据处理软件。实际应用表明,该系统测试结果达到设计要求,具有运行稳定可靠、操作方便、维护简单的特点,能够满足无人机电源系统的维护保障需要。     

基于IMPSiamCAR孪生网络无人机目标跟踪算法

针对无人机进行目标跟踪时,目标存在尺度变化大、易受遮挡、相似物干扰等问题,在SiamCAR的基础上提出IMPSiamCAR算法。该算法使用改进的ResNet50网络提取目标特征,引入通道注意力机制使模型学习不同通道的语义信息,按特征的重要程度为通道分配不同的权重,使算法能更加关注存在跟踪目标的区域;再将融合后的目标特征送入区域回归网络进行正负样本分类、中心度计算及边界框回归;最后得到每一帧中目标的位置。在UAV123数据集与OTB100数据集上测试的实验结果表明,提出的算法与对比算法相比,有更高的跟踪精度与成功率,能较好地应对遮挡、相似物干扰、尺度变化等挑战;并且在VOT2018和UAV123数据集上进行实时性测试的结果表明,所提算法可以满足无人机实时性的要求。     

基于拓扑优化的四旋翼无人机结构设计

为实现某四旋翼无人机的轻量化结构设计,采用Inspire进行拓扑优化设计,并对获得的拓扑优化结构进行静力分析和动力学分析。分析结果表明,通过拓扑优化方法获得的无人机结构应力分布合理,结构位移小且频率较高,满足静态和动态结构设计要求。研究结果可为实现低成本、轻量化的四旋翼无人机结构设计提供一条新的途径。     

无人机的自动着陆控制

无人机的自动着陆控制是无人机控制中的一个难点,文中给出了一种无人机自动着陆的控制方法,并在某型无人机上得到了应用.基于无人机真实的风洞试验数据,利用MATLAB建立了无人机自动着陆的线性化模型和非线性模型,设计了无人机自动着陆导引控制方案及控制律,并在实际飞行试验中得到了验证,最终的飞行试验结果表明了所设计的自动着陆控制律能满足自动着陆的要求,并具有很好的静态和动态特性.     

无人飞行器航迹规划的工程化稀疏A*算法

针对无人飞行器(unmanned aerial vehicle, UAV)低空突防的作战任务背景, 结合工程实际, 提出了一种面向工程化应用的稀疏A*算法求解航迹规划问题。考虑到UAV的机动性能、任务要求、作战环境威胁等因素, 分别从UAV的最大转弯角度、最小直飞距离和最大航程等约束条件对稀疏A*算法的节点搜索策略进行了设计。针对以固定角度进入目标的任务要求, 引入虚拟威胁圆满足UAV最大转弯角限制。同时, 设计了航路点信息结构, 并采用双向链表进行存储; 提出了基于最小二叉堆的OPEN表维护方法, 提高算法的实时性。最后, 通过规划实例对方法进行了验证。     

人工蜂群算法的无人机航路规划与平滑

航路规划是无人机(UAV)作战任务规划系统的关键组成部分,目标是在适当的时间内为UAV计算出最优或次最优的飞行航路.人工蜂群(ABC)算法是一种最新发展的模拟昆虫王国中蜜蜂群体寻找优良蜜源的群体智能优化算法.采用人工蜂群算法完成无人机的平滑航路规划,首先阐述了人工蜂群算法的基本原理,然后将无人机航路规划问题通过建模转换成为一个多维函数优化问题,利用人工蜂群算法的优势,找到多维函数的最优解,最后对优化后的航路进行了平滑,使UAV对规划后的航路可飞.仿真实验结果表明,此方法可有效规划出航路,且所规划的航路可飞.     

基于小波变换与等价空间的无人机作动器故障检测

基于等价空间的故障检测可实现残差对初始状态与输入全解耦,在实际工程系统中取得了广泛应用.然而,为了确保故障诊断系统性能,高阶的等价空间导致残差在线计算量大,且制约了可检测故障信号的频率范围.本文提出一种基于小波变换与等价空间结合的无人机作动器故障检测方法,将故障检测问题归结为小波基函数选取和等价空间向量的优化设计,使产生的残差信号满足了干扰鲁棒性与故障灵敏性比率型性能指标的最小化,并通过引入平稳小波变换对残差进行多尺度滤波,利用小波变换的时频局部化特性和快速算法,在满足故障检测系统性能的前提下有效降低了等价空间阶数,一定程度上实现了较宽频率范围内作动器故障信号的检测,克服了传统等价空间方法的不足.最后,以无人机作动器故障检测为例,通过仿真实验验证了本文方法的有效性.     

Asynchronous double-precision windows based unmanned aerial vehicle real-time path planning

A real-time path planning approach based on asynchronous double-precision windows is proposed for unmanned aerial vehicles (UAVs). In this proposed method, cursory paths and elaborate paths are planned respectively in the global and local windows. Specifically, global cursory path planner and local elaborate path planner are integrated by rolling two windows on different frequencies with different modes. Simulation results demonstrate that the proposed approach is effective for realizing a balance between t...     

基于Transformer模型的四旋翼无人机时空协同航迹预测方法设计

无人机在执行任务时面临的飞行环境复杂多变,为了减少事故的风险,并在飞行时对异常情况进行预测和响应,研究一种基于Transformer模型的四旋翼无人机时空协同航迹预测方法。采集四旋翼无人机原始航迹,实施异常点剔除和缺失点插值处理,以优化和清理原始航迹数据,便于后续的航迹预测。结合深度学习和表示学习方法完成数据降维,基于Transformer模型实现无人机时空协同航迹的精准预测。实验测试结果表明,设计方法的预测结果虽然相对于真实的坐标点稍有偏差,然而整体结果在可接受范围内,验证集所有数据的均方误差在数据条数为300时仅为0.32m,R方测试结果最接近1,具有良好的航迹预测能力。     

高精度小型无人机空速测量系统设计

空速是无人机重要测量参数之一,介绍了无人机空速测量原理,论述了系统硬件组成和软件设计。针对指示空速和动压之间的非线性函数关系,提出非均匀线性插值算法进行拟合,在解决单片机计算能力不足的基础上保证了解算精度。实验表明:该系统相对误差小于0.15%,具有精度高、体积小、稳定性和抗干扰性强等特点,满足空速测量系统设计要求。