基于优化的电势理论规划三维飞行路径

利用优化的电势理论进行飞行器三维航迹规划。对电势理论进行了优化,使其既能回避雷达、火力威胁,又能有效地回避地形威胁,使规划出的三维航迹具有一定的实用性。根据突防任务的需要,确定地形威胁与雷达、火力威胁的权重,并将模拟地形的高程数据与雷达、火力威胁按各自的权重叠加得到综合威胁电场;通过限定位于起始点和目标点之间的搜索范围,并对搜索条件进行改进,保证飞行路径最终能收敛于目标点;最后,用坡度限制平滑算法、曲率限制平滑算法对航迹进行法向加速度和曲率限制使其符合飞行器机动性能和可飞性要求。仿真结果表明,优化的电势理论可以进一步考虑地形威胁,而且在能够考虑目标点附近的各种威胁,提高了该方法的实用性,还能缩短航线规划的时间。     

基于局部规划的三维航迹规划方法

研究飞行器航迹是选择最优航线问题,针对三维航迹规划中搜索空间大、计算时间长的问题,为缩短搜索时间,获得最优航迹,提出了一种基于A<'*>算法并结合局部规划的三维航迹规划方法.方法首先对A<'*>算法中的当前待扩展节点在局部规划空间中确定几个最有希望的扩展节点,再将其与A<'*>算法相结合,最后对局部规划算法过程中的不足,通过地形标记和加入树搜索深度惩罚做出改进,有效地减小了搜索空间,缩短了搜索时间,并在搜索过程中充分利用地形信息,使算法生成的航迹能够避开大的地形障碍,而且能够充分利用有利的地形.在实际地形数据中进行的实验表明方法能快速、有效地规划出理想优化的航迹.     

融合强化学习和进化算法的高超声速飞行器航迹规划

由于高超声速飞行器的复杂特性,对其进行航迹规划是一项非常困难的任务.本文针对高超声速飞行器巡航段,提出了一种将无模型的强化学习和交叉熵方法相结合的在线航迹规划算法.本文将航迹规划问题建模为环境信息缺失程度不同的马尔可夫决策过程,利用(PPO)算法在建立的飞行环境模拟器中离线训练智能体,并通过提高智能体的动作在时间上的相关性来保证航迹的曲率平滑.交叉熵方法则以已训练的智能体由观测到的状态给出的动作作为一种先验知识,进一步在线优化规划策略.实验结果表明了本文的方法可以生成曲率平滑的航迹,在复杂的飞行环境中具有较高的成功率,并且可以泛化到不同的飞行环境中.     

基于改进约束差分进化算法的动态航迹规划

为解决三维复杂环境下无人机动态航迹规划问题,提出一种基于改进约束差分进化算法的动态航迹规划方法,以满足对实时性及动态搜索精度的要求.首先,根据无人机航迹规划特点将其描述为包括飞行约束及威胁约束在内的约束优化问题,并构造目标代价函数和约束限制函数;其次,将广义反向学习和自适应排序变异操作引入到约束差分进化算法中,以提高算法的多样性、收敛速度和寻优精度;最后,利用自适应权衡模型对各状态下的约束限制进行处理,充分利用“精英”个体信息,实现对目标适应值的合理转换.通过仿真实验以及与3种先进约束差分进化算法比较表明:所提方法能够有效实现静态及动态威胁回避,规划出安全适航的飞行路径,实现地形跟随;相较于其他3种算法,所提方法具有寻优性能好、鲁棒性强、收敛速度快和可靠性高等优势.     

基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的UAV航迹规划

以UAV航迹规划为应用背景,提出了一种基于Voronoi图和动态自适应蚁群算法的航迹规划方法;为了提高航迹规划问题最优解的质量及全局求解能力,克服传统蚁群算法收敛速度慢、容易陷入局部最优等缺点,提出了一种动态自适应蚁群算法;采用动态自适应航迹点选择策略并将信息素更新规则和挥发系数进行动态自适应调整变化来对蚁群算法进行了改进,提高了算法的求解效率;根据战场已知威胁源生成Voronoi加权图,并与所提的动态自适应蚁群算法相结合求解规划空间中的最优航迹;考虑到UAV的物理约束限制,对生成的可行航迹进行平滑优化;仿真结果表明,该方法能够为UAV规划出一条满足要求的可飞航迹,验证了所提方法在解决航迹规划问题时是可行、有效的;     

飞行器整体航迹规划建模/仿真的研究与实现

航迹规划是低空突防过程中的关键技术,目的是得到一条既安全可靠又全局代价最优的三维航迹,是导航系统和控制系统的基础之一.在对整体航迹规划技术进行研究与实现的过程中,详细讨论了威胁建模、地形预处理、航迹规划算法等问题,并采用建模/仿真技术给出了实现流程以及试验结果.规划出的参考航迹能够满足低空突防飞行器进行"地形跟随/地形回避/威胁回避"机动飞行的需要.随着航迹规划问题的解决,建立了"地形跟随/地形回避/威胁回避"为主要手段的低空突防技术论证与试验环境.     

基于有向图的动态最优航迹规划算法

地形跟随/地形回避(TF/TA)航迹规划是低空突防系统的关键技术之一.通常所使用的动态规划算法得到的规划航迹有时达不到目标点.针对此问题,提出一种最优航迹规划的改进动态规划算法,通过对数字地图进行网格划分并建立有向图的方法改进动态规划算法,使最优航迹能有效地回避障碍和威胁.仿真结果表明,所提出的航迹规划算法是有效的.     

四旋翼无人机三维航迹规划及跟踪控制

无人机航迹规划是指根据地形和威胁分布,规划出满足任务要求的合理航迹.为了满足三维空间快速规划的需求,提出了一种基于人工势场的三维航迹规划方法.首先,定义了目标和威胁物的虚拟力函数,推导出了三维空间参数约束方程,并采用联合威胁概念解决三维空间局部极小和振动问题;其次,引入空间圆弧插补技术生成光滑航迹;此外,为方便跟踪控制,提出了航迹时域化方法;最后,利用动态系统全局渐近稳定定理,设计具有全局Lipschitz的闭环系统,实现了具有内外环严格稳定性的双环轨迹跟踪控制.仿真结果验证了航迹规划和跟踪算法的有效性.     

基于最小二乘策略迭代的无人机航迹规划方法

针对传统强化学习方法因对状态空间进行离散化而无法保证无人机在复杂应用场景中航迹精度的问题,使用最小二乘策略迭代（Least-Squares Policy Iteration,LSPI）算法开展连续状态航迹规划问题研究。该算法采用带参线性函数逼近器近似表示动作值函数,无需进行空间离散化,提高了航迹精度,并基于样本数据离线计算策略,直接对策略进行评价和改进。与Q学习算法的对比仿真实验结果表明LSPI算法规划出的三维航迹更为平滑,有利于飞机实际飞行。     

无人机三维实时航迹规划仿真平台

无人机航迹规划是任务规划中的关键技术,为得到一条既安全可靠又全局代价最优的三维航迹.针对实现实时动态规划最佳航迹,利用图形用户界面开发环境,规则网格的数字高程地图模型建立了基于地形因素的多种威胁源模型,采用改进型概率地图法(probabilistic roadmap method,PRM)与最短路径搜索-Dijkstra算法相结合的方法规划了三维航迹.最终设计的平台能够实现多种航迹规划算法的搜索,二维与三维、实时与非实时、单机与多机的航迹规划仿真.通过平台的实际运行,证明了改进PRM算法的高效性,同时验证了该平台的有效性与实用性.     

基于MEMS陀螺仪的铁路轨道塌陷监测系统设计

针对铁路轨道经常塌陷、事故频发现状,为有效监测轨道塌陷情况,设计了一种基于微机电系统(MEMS)陀螺仪的铁路轨道塌陷监测系统.分析了系统的基本设计原理,以MEMS陀螺仪、GPS模块为姿态测量元件,采用可编程逻辑控制器(PLC)对陀螺仪和全球定位系统(GPS)模块信息进行实时采样,定制了Win CE操作系统的ARM存储控制.同时,应用卡尔曼滤波算法在Matlab上实现陀螺仪和GPS数据融合、消除噪声.系统测试前使用专用水平仪传感器进行静态检测.测试结果表明:在平整和颠簸两种路段下,系统检测值准确可靠.当系统检测出倾角误差绝对值大于0.4°时,能够准确反映塌陷超标并反馈信息.系统符合我国铁路轨道动态检测指标,可广泛应用于铁路轨道塌陷监测.     

基于Matlab GUI编程的大圆弧长中点求解

在Matlab GUI编程的基础上,利用迭代法解非线性方程组的原理,结合Matlab中的丰富的符号工具箱中的函数功能,设计了求解两点间大圆弧长中点及大圆距离的问题的软件。结果证明：运用本软件来计算,解决了传统的手工图解法计算的困难,提高了效率,并能使计算精度提高两位有效数字。     

基于Matlab与DDE数据交换的试卷深度分析

依据教育测量学讨论了试卷质量分析的定量指标,并提出一种基于Matlab软件及DDE数据交换协议的试卷分析方法.Excel强于图文表处理而Matlab则有着强大的数学计算能力.通过动态数据交换(DDE)协议将Excel中的原始数据发送到Matlab中完成试卷的深度分析与处理.借助Matlab强大的数据处理能力可极大的减轻试卷分析的难度,从而为教师及教学管理人员进行试卷的自动统计分析带来极大的方便,给出了具体的实例代码.     

星敏感器软件可靠性增长方法

可靠性是星敏感器软件指标之一.由于软件规模增大和复杂性的增加,软件可能存在许多缺陷,采用软件可靠性增长的方法,可以根除故障产生的原因,从而逐步提高可靠性.采用这一思路,对星敏感器软件可靠性增长的实现途径进行了讨论.     

BP神经网络在脑电图信号预测中的应用

由于EEG和BEAM的无创、低成本、能反映大脑病变部位的机能变化等特点,为了预测大脑疾病发生的可能性。设计了一个3层BP网络,并建立了相应的数学模型,以所记录数据中的一部分作为样本,利用Matlab的神经网络工具箱中的算法和函数,对上述神经网络进行训练、仿真、并预测另一部分数据,同时作出待预测数据和预测数据的脑电地形图,进行比较,验证了BP网络模型的有效性。其算法可开发出程序模块,集成到相关脑电图仪的软件系统中。     

自动控制系统综合分析软件的设计

集成自动控制系统常用的分析方法,在Matlab的基础上开发软件系统,可以对控制系统进行时域、根轨迹与频域的分析.该软件不仅可以作为自动控制原理课程教学强有力的补充,还可以为工程技术人员提供友好的分析实际自动控制系统的软件环境,避开学习Matlab,将更多的精力用于工程实践上.     

光伏并网发电系统软件锁相技术的研究

光伏并网发电系统是利用太阳能的主要技术之一,并网逆变器是实现其与电网连接的核心部分。为使光伏并网逆变器逆变输出电流能够更好地跟踪电网电压基波,完成同步锁相功能,本文以1kW单相光伏并网逆变器为研究平台,阐述光伏并网逆变器的工作原理和系统结构,分析并网逆变器的并网控制技术,提出一种基于坐标变换的双park鉴相器的软件锁相技术,最后通过Matlab仿真验证该方法的可行性。     

VC＋＋6．0和Matlab编程矩阵电路程序

在分析和设计电路时,常使用Proteus、Muhisim、EWB、OrCAD（Spice）、Protel等电路分析工具,但要想得到更精确的电路分析数据或者个性化的电路模型,以上工具却难以应付。现代电路分析提供了一种用矩阵方式分析电路问题的解决方法,这种方法也是以上电路分析软件的基础。Matlab提供了许多矩阵运算函数,使用VC＋＋6．0能够设计出接口良好的Windows程序：因此,使用VC＋＋6．0和Matlab混合编程就能编写出矩阵电路程序,解决个性化的电路分析问题.     

Software project management using PROMPT: A hybrid metrics, modeling and utility framework

In this paper, we present a ‘forward-looking’ decision support framework that integrates up-to-date metrics data with simulation models of the software development process in order to support the software project management control function. This forward-looking approach (called the PROMPT method) provides predictions of project performance and the impact of various management decisions. Tradeoffs among performance measures are accomplished using outcome based control limits (OBCLs) and are augmented using multi-criteria utility functions and financial measures of performance to evaluate various process alternatives. The decision support framework enables the program manager to plan, manage and track current software development activities in the short term and to take corrective action as necessary to bring the project back on track. The model provides insight on potential performance impacts of the proposed corrective actions. A real world example utilizing a software process simulation model is presented.     

用于分析复杂结构风振响应的软件平台

针对目前风振响应分析方法存在比较繁琐、不易被工程设计人员使用的问题,开发用于分析复杂结构风振响应的专用软件. 采用ANSYS的APDL对结构有限元模型进行快速操作,提取刚度矩阵、质量矩阵、模态矩阵等;应用Matlab编制CQC法和SRSS法风振响应分析主程序,并将其封装在COM组件中,以脱离Matlab环境;在MFC框架下完成程序界面设计和数据连接,利用DLL技术确保数据安全性并有效节约计算机内存资源,在C+ +环境中将COM组件导入并进行计算;最后将获取的位移结果写入ANSYS数据文件,以在ANSYS后处理中查看位移和应力可视化结果. 运用该软件对某环状悬挑屋盖结构进行计算,验证其求解复杂结构风振响应的实用性.