无人机自主飞行任务管理器规则集的Petri网建模与验证

针对规模与复杂度日益增大的自主飞行无人机任务管理器策略规则集,提出采用将"颜色"表达为质数形式的改进的有色Petri网方法对规则集进行建模研究,并依据改进的有色Petri网模型运行过程中各库所内托肯数值的特征设计了规则集存在问题的判定准则。采用该方法对某无人机自主飞行任务管理器规则集进行了建模与验证,结果表明了该验证方法的有效性。     

基于Petri Nets的无人机自主飞行任务管理系统

根据无人机自主飞行的任务规划与调度过程设计了任务管理系统的总体结构,讨论了体系结构的组成和功能;将一个完整的自主飞行侦察任务过程通过Petri Nets分解出若干子任务,用事件触发进行管理和调度;最后通过MATLAB中的Stateflow工具对整个无人机任务序列进行了仿真实现,保证了侦察任务的顺利执行．     

D-S多Agent飞行器结构系统早期故障智能诊断

将D-S证据理论与多A gent相结合,建立了飞行器结构系统早期故障智能诊断模型,对其实现策略、D-S融合推理算法等进行了分析和研究,并以空间飞行器防热系统为例说明了该方法的有效性。结果表明,该方法具有结构简单、组态灵活、推理速度快等特点,能够有效地对飞行器早期故障实施快速诊断,为保障飞行器安全可靠飞行提供了一种新的技术途径。     

基于加权模糊Petri网的无人机自主任务推理决策研究

围绕无人机搜索/攻击自主任务推理决策典型想定,针对无人机自主任务推理决策规则中存在的不同输入命题对结论的贡献和影响不同,对加权模糊Petri网(weighted fuzzy petri nets,WFPN)形式化推理算法进行了深入研究;设计了双机自主搜索/攻击任务推理决策规则集;为进一步适应上述想定下规则集中存在的多条规则的输出命题是相同的情形,对WFPN形式化推理算法进行了改进;应用分层的策略,采用改进的WFPN形式化推理算法和上述设计的规则集,仿真验证了双机搜索/攻击自主任务推理结果的合理性,并降低了推算过程中矩阵的维数。     

航迹预测的多无人机任务规划方法

为提高无人机自主控制性能,实现任务分配与航迹规划整体架构,提出一种基于航迹预测的多无人机任务规划方法.首先,将禁飞区考虑为更接近真实场景的多边形模型;然后,使用改进A*航迹预测算法生成任意两个航迹点间障碍规避后的最短路径,利用该路径近似航迹航程作为任务分配过程的输入信息,建立目标函数,采用改进PSO算法求取最优结果;最后,使用B样条曲线平滑分配后的路径组合,生成无人机可飞行航迹.仿真结果表明,该方法能够以较高的计算速度和精度生成近似最优的任务分配结果和满足飞行约束的平滑航迹.     

用于桥梁病害检测的无人机地面站设计及实现

无人机地面站作为无人机控制系统中至关重要的一部分,其主要功能为无人机飞行控制以及任务管理.设计专用无人机地面站,提高对于任务的适应度,是推广应用无人机的一大有效举措.本文基于实际需求,设计及实现了用于桥梁病害检测的专用无人机地面站,该地面站具备无人机飞行监控、快捷控制、飞行任务规划、飞行路径以及航迹显示等功能,其基于Visual Studio 2019软件开发,主框架采用C#编写,电子地图采用Google map (Gmap)以及Google Earth二次开发实现,数据协议采用MAVlink协议.通过实机测试,地面站软件各个功能模块工作良好,能够高效地完成既定任务,可以达到设计目标.     

一种自主飞行无人机搜索目标的导航控制策略

对无人机搜索跟踪目标的导航控制策略进行了研究,针对任务设备输出的目标测角误差对目标位置估算精度的影响,进行了理论分析与数值计算;提出了引导飞机飞行的沿预定搜索航线模式,以及沿相对目标侧向偏离减小的水平机动模式自主选择与切换的导航控制策略,并进行了具体算法设计与实际飞行试验验证。试验结果验证了该导航控制策略的有效性,解决了在引导飞机单纯按预定搜索航线飞行时,由于任务设备偏离目标引起的大测角误差所造成对目标位置估算精度降低的问题。     

基于风场信息的无人机在线航迹规划方法

风场是影响无人机飞行速度的一个重要因素。为了缩短任务执行中的飞行时间,考虑战场环境存在外界威胁情况,提出了一种利用组合导航在线估计风场信息的无人机航迹规划方法。该方法基于飞行时间为代价,利用改进的A*搜索算法对航迹进行顺风搜索,从而实现最短理想耗时的航迹规划。计算机仿真结果表明,与传统的最短航迹长度规划方法相比,无人机按该方法规划的航迹飞行时,理想耗时最少。     

基于风场估测的无人机伞降定点回收研究

针对小型无人机伞降回收特点，设计了用于该系统的定点回收系统。该系统充分考虑工程约束，建立了基于风场扰动的回收模型，确定了相应的控制策略与控制结构，同时建立了相应的回收飞行段导航控制任务规划，对回收航线调整点位置选定、飞行速度控制以及控制指令发送等进行了约束。理论分析及飞行试验结果表明，该系统能够满足定点回收的精度要求。     

无人机群变航迹多任务综合规划方法研究

将无人机群作为一个整体,对任务和航线进行综合规划有利于提高效率,减少油耗。为了缩短机群的任务完成时间,减少飞行航程,提出了一种启发式的任务和轨迹综合规划方法。通过将各无人机的任务执行时间趋于均衡以减小机群任务的总完成时间,同时兼顾同一无人机执行的多个任务在路径上的相邻,使得机群的总飞行航程得到缩短,从而减少了油耗。仿真试验表明,任务轨迹综合规划算法与仅考虑航线或任务执行时间的算法相比较,机群的任务完成时间减少了18%左右,提高了无人机群的工作效率,减少了油耗。     

飞行模拟用三维数字地形动态修改技术研究

三维地形是飞行模拟视景系统中的一项重要研究内容,研究三维地形的数据结构、模型表示方法及大场景的可视化显示和动态修改的技术意义重大。文中介绍了DEM数据模型的规则网格模型、等高线模型、不规则三角形网模型,利用O penGL实现了三维数字地形的算法模拟和真实DEM数据模型的可视化显示。在地形绘制和显示的基础之上,从地形的单点、多点修改出发对三维数字地形动态修改做了研究,并给出了地形区域修改的方法。     

SAR图像双Markov-EAR模型的纹理无监督分割

单视SAR图像保留了最大的分辨率和场景可观测的全部纹理信息,根据单视SAR图像的统计性质,在双M arkov模型的框架下,对低层M arkov随机场提出了指数自回归EAR纹理模型,并对纹理含噪情形下的高层M arkov随机场模型给出了一种参数估计方法及相应的无监督分割算法。实验结果表明,与以往的有监督GAR模型和不考虑纹理的模型相比,无监督的双M arkov-EAR模型能大量降低分割时的错分率。     

一种基于遗传规划的服务匹配算法

当前,智能服务组合研究的重点主要集中在服务描述和服务匹配方面。文中首次将服务匹配视为一个状态描述含糊、操作定义不完备的规划问题,提出了一个基于遗传规划的服务匹配(Service Match Programming,SMP)算法和适应度评价函数。仿真实验表明,该算法在大尺度的服务选择空间中,引入了服务的关联特性,避免了局部最优现象的出现,具有更好的寻优能力和更快的速度。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁的试验研究

采用自行研制的碳纤维布预应力张拉机具,对10根混凝土梁受力性能进行了试验研究。对比分析了未加固、非预应力碳纤维布加固、预应力碳纤维布加固、施加不同的预应力水平、不同的附加锚固方式梁的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等受力性能。试验结果表明:粘贴预应力碳纤维布加固可使梁的承载能力有一定程度提高,可大大提高梁的开裂荷载、抗弯刚度,减小梁的挠度和裂缝宽度,能充分发挥碳纤维布高强度特性;在相同预应力水平下,合适的附加锚固方式,可有效防止碳纤维的剥离破坏,进一步提高梁的承载力;所研制的预应力碳纤维布加固技术可用于实际工程。     

基于非结构嵌套网格的旋翼前飞流场计算

发展了一种基于线性弹簧理论的非结构动态嵌套网格方法,通过求解非定常Eu ler方程模拟了旋翼的前飞流场。根据距离参数快速生成便于计算的两个重叠网格子域,利用运动区子域网格的转动来模拟旋翼的旋转运动,并对其运用线性弹簧动态网格技术来处理旋翼的挥舞和变距运动。发展了一种快速查找插值贡献单元的方法,无需建立Inverse网格,提高了计算效率和精度。使用高效双时间方法分区求解非定常Eu ler方程,两个子域的流场参数在重叠区进行耦合。计算了旋翼的两种前飞状态,所得结果与实验和文献结果都很吻合。     

一种高效的H.264去块效应滤波器VLSI结构设计

最新的视频压缩编码标准H.264在编解码系统中引入了自适应的去块效应滤波器。去块效应滤波器可以有效地消除块边界的方块效应,但同时也带来了运算量的增加。文中针对H.264去块效应滤波器的硬件原型进行了设计,所设计结构可以大大降低硬件系统的处理周期。在所设计的结构中采用了以下4个关键技术:滤波边界顺序调整、存储单元分配、滤波器架构和双转置寄存器组来提高系统的并行处理能力。仿真结果表明,文中所提出的架构,仅需要288个时钟周期即可实现一个16×16宏块的滤波。滤波器模块只占用16.3 k逻辑门和640 byte的b lock RAM,具有很高的时间-面积效率。     

背负式进气道设计及其气动性能研究

背部式进气道在无人机气动设计中得到了广泛的应用。针对背部进气的气动布局,进行了进气道的综合设计。并借助于风洞实验,研究了不同雷诺数下的机身背部附面层高度,测量了进气道不同隔道高度时的气动性能,最终选定了隔道高度与机身长度之比为H/L=0.19。通过进气道攻角特性、侧滑角特性的气动研究,设计进气道取得了良好的气动性能总压恢复系数达到0.98~0.99。最后对有、无前机身干扰影响时的进气道性能进行了对比实验,实验结果表明通过与前机身匹配设计的进气道性能要优于没有前机身的进气道性能。     

基于信息熵的水下航行器灰色评估方法研究

利用信息熵具有客观性、确定性的良好特性,应用灰色聚类评估方法,结合水下航行器系统的自身特点,提出了基于信息熵的水下航行器灰色评估方法,解决了水下航行器传统评估方法中主观因素的干扰问题,提高了评估方法的客观性和可信性,为水下航行器系统的效能评估研究提供了一种新方法。采用该方法对水下航行器3种型号实例系统进行了应用分析,结果表明,该方法正确、可行,解决了存在的问题。可用于水下航行器系统的发展论证及实际应用,为水下航行器系统的设计、研发和使用提供了科学的理论决策依据。     

自适应机翼的控制系统设计及其试验研究

针对自适应机翼的特点和研制要求,研究了控制系统的设计与实现,较好地解决了飞行中机翼参数时变的问题,并使系统对控制律做了合理的约束,根据最优控制理论对具体方案进行了理论分析和物理试验。结果表明,采用具有辅助模型自适应控制理论的控制器能够有效、准确、快速地达到设计目标跟踪和设计状态回归两项重要指标,系统的鲁棒性、收敛性和稳定性都得到明显体现,且能很好地实现在线控制。     

一种智能反步控制方法及其应用

针对反作用射流导弹的非线性和参数不确定性严重的特点,提出一种鲁棒自适应反步智能控制(Backstepping)方法。通过非特定的Lyapunov函数,采用遗传算法优化Backstepping镇定系数,得到适当的函数降低了当镇定系数不当时跟踪误差对控制律的影响。结合模糊小脑模型(FC-MAC)神经网络,推出系统参数不确定时的鲁棒控制律,克服了传统自适应反步法对模型不确定性要求线性有界问题。仿真结果表明,这种结合Lyapunov函数选择和参数优化的Backstepping方法鲁棒性强,受参数变化影响小。