移动机器人的鲁棒输出跟踪

本文讨论了一类不确定非完整系统的鲁棒输出跟踪问题。首先给出了在适当条件下受限系统的降阶状态实现及有关性质；进而给出了三轮移动机器人在纯滚动与非打滑条件下的简化模型，并结合变结构控制方法对该模型给出了具体的鲁棒输出跟踪控制规律。     

基于Linux系统的软PLC设计

介绍了软PLC的发展和有关的概念,探讨了软PLC的特点.详细介绍了软PLC的硬件设计和软件设计平台,对软PLC的设计方案作了全面的描述,并对其中的关键技术作了详细解释.     

高速加工中微线段的最佳转角速度的研究

进给速度一直是数控机床最重要的指标之一。而线段之间的转角速度则严重影响着进给速度，本文就将在分析单线段以及两线段相连的情况下各种运动轨迹来得出最佳转角速度的数学模型，并给出适合于数控系统开发的方法，而且已经在HL-B0408数控机床的设计上加以实现。实例表明给出的算法能明显的提高数控机床的进给速度，从而提高效率。     

高精度激光扫描系统的设计及数据融合

为了解决在机载激光雷达(Lidar)系统中姿态测不准的难题,提出了采用分立传感器设计的方案,与传统的集成IMU (Inertial measurement unit)设计方案相比,分立设计的方案具有灵敏度高,精度高,噪声低,漂移小等优点;系统主要介绍了分立姿态系统设计方案和软件设计的思想并搭建了激光扫描的数据链路系统;根据各个传感器的特点,结合高阶卡尔曼滤波算法进行有效地数据融合,经实验验证,该系统能够得到高效率、高精度的激光点云数据;这些数据经过地面站上的校正、配准和三角化滤波算法之后能够得到满足工程应用的三维地形图.     

无人直升机数据链路系统的设计与实现

针对无人直升机远距离遥控和通信以及抗干扰的要求,设计了一套新的数据链路系统;系统主要介绍结构组成以及各部分的功能,阐述了以无线数传和WIFI为基础的无人直升机无线数据链系统的设计思想和总体方案,论述了系统的硬件构成及软件的特点;该系统已初步实现并通过实验和验证,成功应用于某小型无人直升机;具体实验中,已实现5公里范围内的有效控制和2公里以内的数据下传;并且逐步转移至更大机型进行实验工作。     

状态受限的小型无人直升机轨迹跟踪控制

无人直升机模型阶数比较高,设计常规反步控制器面临繁琐的对虚拟控制输入信号求导过程.针对此问题,设计了一种基于滤波器的反步控制方法.该方法通过滤波器而非直接解析地对虚拟控制量进行求导,从而显著简化了反步控制律的计算过程.在滤波器设计过程中,通过限制中间虚拟控制信号的幅值,变化速率以及带宽,以满足系统对状态变量及控制输入信号的约束要求.李雅普诺夫稳定性分析证明了直升机补偿跟踪误差全局指数稳定.仿真研究验证了该方法的有效性.     

基于超宽带技术的室内定位系统设计

为保障室内人员及物品安全,满足人们日常生活中对室内各个物品准确位置认知的需求,需要对室内定位系统进行设计。当前方法是利用红外线、超声波或射频识别技术对室内定位系统进行设计,系统中硬件设备昂贵,设备安装过程复杂,导致系统安装对环境要求太高,不适合应用于规模较大的室内,存在定位系统设计效率低、速度慢的问题。为此,提出一种基于超宽带技术的室内定位系统设计方法。该方法首先利用历史室内定位系统设计方法和当前室内定位系统设计需求,构建室内定位系统硬件,然后以该硬件为依据,采用模糊C均值法将室内物品特征空间信息数据,划分为若干个类,并将这若干个数据类别中数据点最多的类别留下,最后依据基于类匹配的室内粗定位和利用加权K近邻算法的室内精定位,完成对室内定位系统的设计。实验结果证明,所提方法可以准确地对室内定位系统进行设计,减少室内定位时间,提高定位效率,为该领域的研究发展提供有力依据。     

基于AVR的电源管理系统的设计

为了能实时监控无人机电源系统的状态和提高无人机的安全可靠性,利用Atmega16l丰富的资源和接口,设计了一套无人机电源管理系统;该系统通过单片机采集供电电源和备用电源的电压,根据这些数据以及地面站的控制命令,对两组电源进行充放电管理;该系统采用了无线射频模块XT09-SI,利用其长距离特性及高级网络安全等特点,将单片机采集到的电源信息发送给地面站,并接收地面监控平台发送过来的充放电等控制命令。实验结果表明该系统能自主完成机载电源的充放电管理,快速准确的传输飞机的电源、控制等信息,能够保障自主飞行时无人直升机的安全。     

基于Dubins曲线的无人直升机轨迹规划

为提高无人直升机的控制性能,提出了一种基于Dubins曲线的轨迹规划算法,并对其各个部分的实现进行了研究和设计。该算法利用Dubins曲线原理对定点飞行任务的两点或者多点目标进行分析计算,寻找出一条最短的飞行路径,从而提高了飞行效率。根据无人直升机系统多变量、非线性和强耦合的特点,采用串级PID方法设计了飞行控制器,该控制器能够修正无人直升机的姿态和位置,从而提高了轨迹规划的稳定性和准确性。最后,以某小型无人直升机为实验平台表明了该轨迹规划算法和控制器的可行性。     

基于支持向量回归机的扩展卡尔曼滤波

在信号滤波算法优化问题的研究时,扩展卡尔曼滤波算法的精度依赖于系统模型精确性.采用一种改进的扩展卡尔曼滤波算法研究了状态量和观测量相同的系统.用滤波后的状态量和当前观测量以得到实时噪声,求出过程噪声方差阵,在此基础上利用支持向量回归机算法对过程噪声方差阵进行训练,从而得到新的过程噪声方差阵,用此阵作为下一次扩展卡尔曼滤波的过程方差阵,以后继续上述迭代过程.结果证明方法极大的提高了滤波精度.仿真说明方法的有效性.