应用LPOE公式与遗传算法标定导引头运动学参数

提出了一种导引头运动学参数标定方法,用于提高两轴双框架导引头的视轴静态指向精度。首先,根据导引头稳定平台的光机结构特点,应用局部指数积(LPOE)公式建立了导引头理论运动学模型;通过分析轴系误差对运动学参数的影响,修正了理论运动学模型。然后,结合参数标定原理,设计了遗传算法。该算法采用多点交叉与自适应变异概率来提高搜索效率并求得全局最优解。以视轴静态指向误差为目标函数,利用遗传算法对运动学参数进行了辨识。最后,利用激光跟踪仪测得两组数据,分别用于辨识参数及验证标定模型。实验结果表明:视轴的静态指向精度由标定前的109.9″提高到22.3″,显示提出的标定方法能够有效的修正导引头运动学参数。     

迭代学习在工业机械手自适应控制中的应用

针对机器人运动控制模型中存在的未知项建模误差,提出了基于迭代学习与滑模控制的机器人组合自适应控制方法.将机器人动力学方程以状态回归量的形式表示,使时变参数与物理参数分离,通过设计的参数自适应律,实现了对未知参数的在线估计.将跟踪误差限制在滑模面上,实现了对目标轨迹的有效跟踪.仿真实例表明,提出的组合控制算法在机器人轨迹跟踪中具有一定的可行性.     

基于粒子滤波和GVF-Snake的目标跟踪算法

提出了一种基于粒子滤波和GVF-Snake的自适应目标跟踪算法.该算法首先采用背景差分法获取目标初始轮廓,利用改进的GVF-Snake的强大搜索能力,使Snake收敛至运动目标的真实轮廓;然后根据控制点的距离增删控制点,达到自适应地跟踪运动和变形目标的目的;最后通过结合粒子滤波和改进的GVF-Snake,得到一种能量粒子滤波(EPF)目标跟踪算法,并利用提出的的跟踪策略,改进其抗遮挡能力.实验结果表明,被跟踪目标在遮挡情况下也能够保持良好的跟踪效果.     

一种带渐消因子的自适应“当前”统计模型

光电经纬仪对目标跟踪时,目标突发机动时的跟踪效果较差.为此设计了一种带渐消因子的自适应"当前"统计模型.引入渐消因子增强其对突发机动的自适应跟踪能力和其鲁棒性,改进的"当前"模型改善了普通"当前"模型对一般机动目标的跟踪性能.仿真结果表明,和一般"当前"统计模型算法相比,本文提出的算法明显提高了对目标突发机动的跟踪性能.     

滚仰式导引头稳定和跟踪特性研究

文中对用于近距格斗空空导弹的滚仰导引头在弹体扰动下的稳定和跟踪特性进行了研究.根据滚仰导引头的框结构,采用坐标变换分析了弹体扰动对导引头的影响,并得到了通过滚转框架角控制实现滚仰导引头完全隔离弹体扰动的条件,建立了滚仰导引头半捷联稳定控制模型,并进行了滚仰导引头稳定和跟踪特性仿真.仿真结果表明,当存在偏航扰动时,导引头...     

基于自适应标签和稀疏学习相关滤波的红外目标跟踪算法研究

针对背景杂乱、遮挡、热交叉以及目标形变等复杂跟踪场景下目标跟踪算法出现性能严重退化问题,提出一种基于自适 应标签和稀疏学习相关滤波的实时红外单目标跟踪算法。 首先,根据目标响应情况自适应地构造样本标签,通过自适应标签训 练提升相关滤波器的分类能力,抑制干扰区域对跟踪模型的污染。 其次,加入稀疏学习策略,通过目标响应 L1 范数抑制复杂跟 踪场景下目标响应多峰分布,提高跟踪算法的鲁棒性;与基线算法相比,该算法精度和 AUC 分别提升了 19. 3% 和 39. 8% 。 在数 据集 GTOT、RGBT234 和 VOT-2016TIR 上的实验结果表明,该算法对上述复杂跟踪场景具有良好的应对能力,运行速度超过 35 fps,综合性能优于对比跟踪算法。     

红外导引头注入式闭环试验的边界能力及一致性

提出一种采用数字图像注入式方法进行红外成像导引头闭环仿真和性能测试的方法。由于注入式仿真试验时红外导引头的红外探测分系统被图像仿真和图像注入设备取代不参与工作,故导引头稳定跟踪回路性能会发生变化。为使注入式闭环仿真试验结果准确可信,建立了评价红外成像导引头仿真试验和实际工作两种情况下稳定跟踪回路性能一致性的指标体系,给出了一致性评估方法。最后,建立了红外成像导引头稳定跟踪回路仿真模型,开发了红外导引头数字图像注入式闭环半实物仿真试验系统并在一导引头实物平台上开展了实验。结合建模仿真与实验验证手段得到了红外导引头数字图像注入式闭环半实物仿真试验系统的边界能力。结果表明:在失调角延时小于73ms,失调角误差小于0.18°,目标运动最大角速度小于1(°)/Hz时,导引头在注入式仿真试验和实际工作两种情况下的稳定跟踪性能可保持一致。实验结果为红外成像制导武器快速形成图像注入式闭环试验鉴定能力奠定了基础。     

伺服驱动系统最优预见控制的鲁棒自适应条件

基于参数不确定伺服系统的最优预见跟踪控制最优解,通过对其跟踪控制系统特征方程的分析,确定了预见跟踪控制中的预见时间与参数不确定伺服系统之间的鲁棒自适应条件,为实现伺服系统自适应预见跟踪控制奠定了基础,具有重要的科学意义和实际应用的价值.     

光电制导探测器的应用及发展

导引头作为导弹重要组成部分,已广泛应用于战术导弹以及精确制导弹药等作战主体中,一般通过对作战目标反射或辐射能量信息探测来实现对该目标的捕获或跟踪。目前,光学类导引头探测模式主要包括红外、可见光和激光等几大类型;导引头通过探测系统来实现战场探测及识别。广义的探测系统包括光学和探测器,所以主要讨论光学类探测器在导引头中的选型及应用。     

捷联式光学导引头的稳定、跟踪原理与系统仿真

为研究捷联式光学导引头在系统中的应用,建立了该类导引头的数学模型。应用力学与空间飞行原理,针对捷联式俯仰、方位双框架光学导引头特点,研究其稳定和跟踪工作原理。进行了空间视线的坐标描述与变换,建立了载体扰动下导引头光轴稳定条件和导航解算算法。在此基础上,根据气动弹性振动一阶振型,并结合导引头模型进行系统飞行仿真分析。结果表明：采用远程稳定捷联式导引头方案,在有、无气动弹性干扰下的视线角偏差分别为0．5°和0．005°,气动弹性的干扰使跟踪图像出现了抖动,导引头易丢失目标而无法实现跟踪功能;在一定视场条件下,通过对视线角速率的提取与低通滤波处理,有、无气动弹性干扰下输出的制导信号波动基本相同,末制导CEP约为1m。模型全面体现了捷联式导引头的稳定、跟踪原理以及噪声和干扰对其工作过程的影响。     

自适应模糊逻辑的多模型跟踪

为了克服基于"当前"统计模型的交互式多模型算法难以恰当地确定当前模型的概率,以及系统参数amax和a-max在跟踪过程中不能自适应调整的缺点,提出了一种基于自适应模糊逻辑的多模犁跟踪算法.介绍了基于"当前"统计模型的交互式多模型算法,给出了算法的基本步骤.在"当前"统计模型算法基础上,提出了一种基于自适应模糊逻辑的多模型跟踪改进算法,采用模糊推理给出了模型的选择概率,以提高跟踪的速度;同时,采用蚁群算法对设计参数进行优化,以提高跟踪的精度.最后,将所设计的基于"当前"统计模型的多模型改进算法用于机动目标的跟踪仿真.实验结果表明:改进的算法使得跟踪精度提高了20%左右,机动目标跟踪一次仿真时间为0.047 s,基本满足高速、高精度跟踪目标的要求.     

基于IMM模型的目标跟踪算法

在机动目标跟踪方法中,为避免具有机动检测的跟踪算法产生的估计时间延迟和机动检测过程中跟踪性能的降低,采用基于交互式多模型(IMM)的自适应机动目标跟踪算法,通过2个目标模型的交互作用来实现对目标机动状态的自适应估计.在工程上,将基于CV和"当前"统计模型的IMM算法应用在某导航雷达跟踪系统中,经验证IMM算法对匀速直线运动、机动运动目标跟踪均能取得较好的效果.     

捷联式导引头系统模型与仿真分析

应用力学与空间飞行原理,针对捷联式光学导引头特点,建立了俯仰、方位双框架导引头系统模型,对空间视线的坐标描述与变换、载体扰动下导引头光轴稳定和导航解算原理进行了研究。针对气动弹性振动对捷联稳定式导引头工作的影响,进行了导弹系统飞行仿真分析,结果表明,在气动弹性振动的干扰下,跟踪图像出现了大幅抖动,视线角偏差峰值达0.5°,容易丢失目标而无法跟踪;在能够实时跟踪的条件下,通过对视线角速率的滤波处理,在有、无气弹振动干扰的情况下,输出的制导信号波动基本相同,使导弹具有相同的命中精度,误差约为1m。     

电液位置伺服系统的自适应滑模鲁棒跟踪控制

针对存在参数不确定性的电液位置伺服系统的跟踪控制问题，基于滑模控制理论，提出了一种具有参数自适应能力的自适应滑模控制方法。通过自适应方法，来消除参数不确定性对系统控制性能的影响，进而实现鲁棒控制。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了自适应滑模控制系统的渐近稳定性。将该方法应用于某疲劳试验机电液伺服系统的跟踪控制，仿真和实时控制结果证明了该方法的有效性。     

交流伺服系统模糊自适应控制研究

针对交流伺服系统提出了模糊自适应控制方案,将模糊控制器和PID控制器结合在一起,进一步完善了PID控制器的性能,实现了PID控制器参数在线调整.仿真结果表明:参数自适应模糊PID控制器提高了控制精度和快速跟踪能力,抗干扰能力强,具有较强的鲁棒性.     

搜索区域和目标尺度自适应的无人艇海面目标跟踪

海面目标跟踪任务是实现水面无人艇自主化航行、智能化作业的重要基础。相比于普通场景的目标跟踪,海面目标跟踪需要面对目标抖动剧烈及目标尺度变化大等问题。针对海面目标在图像画面中抖动剧烈的问题,本文提出了搜索区域自适应算法,该方法通过对海面场景的分割完成了海天线位置的提取,然后通过海天线运动模型自适应地确定了每帧图像中目标搜索的区域;针对跟踪过程中海面目标尺度变化较大的问题,本文通过分割搜索区域的方法实现了目标尺度变化的自适应跟踪。基于相关滤波跟踪框架并结合上述两种改进策略,在真实的海面目标图像测试序列中,本文算法相比传统的相关滤波算法在跟踪精度上至少提升了26%,有效地解决了目标抖动剧烈和尺度自适应问题,提高了海面目标跟踪任务的精度。     

尺度方向自适应Mean Shift跟踪算法

在分析尺度空间理论和Mean Shift 跟踪算法的基础上,提出了一种尺度方向自适应Mean Shift跟踪算法.根据起始帧图像中目标和背景的差异,分割出目标覆盖区域,并根据尺度空间理论对目标建立最佳描述椭圆.对于后续帧,以上一帧目标的最佳椭圆描述为初始值,根据Mean Shift迭代原理依次更新椭圆参数.实验结果表明,新算法可以有效、稳健地适应目标旋转缩放等复杂运动.     

基于神经网络的一类不确定非线性系统自适应H∞跟踪控制

基于神经网络针对一类具有输入不确定性的非线性系统提出了一种H∞自适应跟踪控制方法.控制器由等效控制器、H∞控制器及参数自适应控制器三部分组成.H∞控制器用于减弱外部及神经网络的逼近误差对跟踪性能的影响,参数自适应控制器用于抑制输入干扰对跟踪性能的影响.所设计的控制器不仅保证了整个闭环系统的稳定性,而且使外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响减小到给定的性能指标.最后给出一个算例验证了该方法的有效性.     

基于阻抗控制的骨外固定机器人矫形力自适应跟踪

针对传统骨外固定器矫形力无法准确控制、安全性差的问题,本文基于 RCM 构型,搭建一种膝关节骨外固定机器人,提 出一种间接自适应阻抗的矫形力跟踪方法。 由于存在机械摩擦以及外部不确定性,针对阻抗控制鲁棒性差的问题,采用力误差 信号作为目标阻抗的驱动力,建立新的阻抗模型适应矫形环境的变化,根据矫形力误差的变化,设计自适应律对阻抗参数实时 调节,在线补偿动态环境的不确定性,使系统的力跟踪误差为零。 并对所提的控制算法进行了胫骨矫形力控制的对比仿真和样 机实验。 结果表明:阻抗控制仿真结果各性能指标的加权平均值分别为 2. 12、8. 58 和 13. 2,且力跟踪实验的最大误差为 20 N; 相比于阻抗控制,自适应阻抗控制仿真性能指标的加权平均值仅为 0. 36、0. 18 和 0. 61,力跟踪波动误差控制在±3 N 以内,具有 更好的鲁棒性和自适应能力。     

基于神经网络的一类不确定非线性系统自适应H∞跟踪控制

基于神经网络针对一类具有输入不确定性的非线性系统提出了一种H∞自适应跟踪控制方法.控制器由等效控制器、H∞控制器及参数自适应控制器三部分组成.H∞控制器用于减弱外部及神经网络的逼近误差对跟踪性能的影响,参数自适应控制器用于抑制输入干扰对跟踪性能的影响.所设计的控制器不仅保证了整个闭环系统的稳定性,而且使外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响减小到给定的性能指标.最后给出一个算例验证了该方法的有效性.