基于迭代学习观测器的航天器姿态主动容错控制

针对含有外部扰动和执行器故障的一类航天器姿态控制系统,本文提出基于迭代学习观测器的主动容错控制方案.首先,建立了含有外部扰动和执行器故障的航天器姿态控制系统的运动学和动力学模型.其次,为了提高观测器的故障估计精度,在传统迭代学习观测器设计基础上引入上一时刻状态估计误差信息,文章提出一种改进型学习估计算法.进一步,基于滑模控制和指定时间稳定理论,利用学习观测器的故障估计信息设计指定时间主动容错控制器.与现有的航天器主动容错控制方案相比,本文所提出的算法的优势在于可以使故障系统的姿态能在指定时间跟踪上指令信号.基于Lyapunov方法,本文从理论上证明了改进型学习观测器和姿态容错控制系统的稳定性.最后,通过数值仿真,说明了所提容错控制方案的有效性和可行性.     

基于YOLOv3的嵌入式实时视频目标检测算法

深度神经网络在目标检测领域具有优异的检测性能,但其结构复杂、计算量大,难以在嵌入式设备上进行高性能的实时目标检测。针对该问题,提出一种基于YOLOv3的目标检测算法。采用半精度推理策略提高YOLO算法的推理速度,并通过视频运动自适应推理策略充分利用前后帧视频之间目标的关联性,降低深度学习算法的运行频率,进一步提高目标检测速度。在ILSVRC数据集上的实验结果表明,该算法可以在NVIDIA TX2嵌入式平台上实现28 frame/s的视频目标检测,且检测精度与原始的YOLOv3算法相当。     

嵌入式实时linux在PC104平台上的实现

本文简要介绍了嵌入式Linux的几种开发方法。然后结合PC104卡的主要特征,对构建过程中交叉开发环境构建、内核定制、根文件系统建立、实时性实现以及嵌入式系统在PC104主板上的移植等方面作了详细阐述。论文最后利用RTAI,实现了一个基于PC104主板的可以从CF卡启动的嵌入式实时Linux系统。     

体三维成像的螺旋扫描系统设计

提出了一种可产生稳定、均匀的投影空间,并由伺服电机驱动阶梯轴,带动屏旋转的双螺旋屏扫描系统,以实现体三维实时、高清晰成像。对比分析了扫描屏结构的成像特点,设计了屏结构的加工方案。采用半透明高强度的光敏树脂材料和缕空支撑墙体快速成型直接制造。通过Solidworks软件进行螺旋扫描屏的三维建模,并利用COSMOSWorks模块进行稳定运行的可行性分析。仿真结果显示,屏在600r/min恒速旋转时产生的最大位移数据为0.013mm,远小于人眼视觉可分辨的范围,可以满足成像空间设计需求。最后,结合现有的工程技术与工艺水平,建立了双螺旋屏扫描系统的物理平台。实验结果表明,该螺旋屏扫描系统形成的25cm×Ф50cm的柱型成像空间,可以呈现出清晰的体三维图像。     

大型灌区闸系分布式监控系统设计

本文介绍了一种灌区闸系分布式监控系统的设计方法。简单介绍了DCS系统的发展和结构形式,对该分布式控制系统的设备选型和软件设计作了详细说明,该控制系统的使用是实现大型灌区综合信息化的重要前提。     

时分复用多路光纤传输在飞控系统中的应用

结合飞控系统的实际情况，研究了光传操纵系统关键技术之一的时分复用多路传输技术，设计并实现一种可应用于飞控系统的时分复用多路光纤传输系统。给出了该系统的主要性能测试结果，并应用于飞控系统半实物仿真。仿真结果表明，该多路光纤传输系统应用于飞控系统是完全可行的。     

EKF和互补滤波器在飞行姿态确定中的应用

设计了一种旋翼飞行姿态参考系统,采用基于加速度计和陀螺仪的惯性测量组合(IMU)测量飞行姿态数据。采集实测数据并运用Allan方差分析法分析其噪声特性,建立传感器模型;针对旋翼飞行器分别应用经典扩展Kalman滤波(EKF)算法和互补滤波算法进行姿态解算。在详细阐述2种算法的原理与实现的基础上,进行飞行器平台实验验证。研究结果表明2种算法均有效,且互补滤波器相对经典Kal-man滤波器更为简单、有效。     

自适应卡尔曼滤波在目标跟踪系统中的应用

目标跟踪是精确制导系统中的重要组成部分.文中针对运动目标跟踪问题,在建立运动模型的基础上,应用卡尔曼滤波算法进行了跟踪仿真研究.考虑到直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波容易发散,可能导致滤波精度变差,所以文章提出一种针对非线性观测模型和线性动态模型的自适应推广卡尔曼滤波器.直角坐标系下的自适应卡尔曼滤波算法,对虚拟噪声进行了估计,动态补偿观测器模型的线性化误差,削减了系统的观测误差,并对其滤波理论及算法进行了仿真研究.结果表明:该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性,优于一般的扩展卡尔曼滤波算法.     

无人直升机大屏幕多通道视景飞行仿真技术

为了更好地演示无人直升机飞行控制的仿真效果,开发了无人直升机飞行控制多通道视景仿真平台,该平台使用3个通道在弧形大屏幕上演示仿真效果。软件部分使用Visual C++6.0编程,利用Creator软件建立无人直升机三维模型和飞行场景,采用Vega软件实现动画显示效果。硬件部分由3台计算机、3台投影仪和2个控制杆组成,实现多通道视景仿真数据的传输及同步,以及三通道视锥配置,并实现三通道渲染场景的无缝拼接。通过无人直升机在此平台上的飞行仿真证明,该多通道视景仿真系统比传统视景系统的显示效果更为突出。     

基于旋转螺旋屏的三维立体成像系统研究

针对前两代体三维(V3D)成像系统存在图像轮廓不够清晰问题,提出并实现了一种基于空间光调制器和双螺旋投影面的被动式旋转体扫描三维(RSV3D)成像系统。分析了系统的组成和工作原理,并详细讨论了组成系统的三大功能模块:成像空间、体素激活装置和V3D引擎的硬件与软件设计思想,并提出了多螺旋切片图形的重构算法和优化处理措施相结合的方案,以降低三维图像海量数据的传输和存储难题。实验结果显示:该系统可以产生高清晰度的空间三维图像,验证了该系统研制方案的可行性。