弹内高速1553B总线RT端软件设计与应用 

随着导弹功能性能复杂性的不断提高,弹载设备间的信息交换量日益增加,对1553B总线系统数据传输速率的要求越来越高;1 Mbps 1553B总线已经无法满足现代航空、航天和地面车辆系统应用中各项数据交换的基本需求;目前,高速1553B总线产品应运而生;通过对高速1553B总线通讯特性进行研究,结合弹内高速1553B总线不同远程终端(RT)的通讯需求,给出了弹内高速1553B总线RT端软件的中断与查询两种设计方案;这两种设计方案已成功应用于某系列导弹弹内的各个RT端设备,通过了该导弹武器的研制与定型阶段的各项工程试验验证,结果表明中断与查询两种设计方案满足该导弹系统的不同RT端的应用需求,具有一定的推广价值。      

基于BP神经网络的排爆机械臂逆运动学分析

机械臂逆运动学是已知末端执行器的位姿求解机械臂各关节变量,主要用于机械臂末端执行器的精确定位和轨迹规划,如何高效的求解机械臂运动学逆解是机械臂轨迹控制的难点;针对传统的机械臂逆运动学求解方法复杂且存在多解等问题,提出一种基于BP神经网络的机械臂逆运动学求解方法;以四自由度机械臂为研究对象,对其运动学原理进行分析,建立BP神经网络模型并对神经网络算法进行改进,最后使用MATLAB进行仿真验证;仿真结果表明:使用BP神经网络模型求解机械臂逆运动学问题设计过程简单,求解精度较高,一定程度上避免了传统方法的不足,是一种可行的机械臂逆运动学求解方法。     

复杂工况下视觉AGV导航标识带中心线的提取研究

针对光照不均匀、导航标识带破损、少量杂物干扰的复杂工况条件下,对视觉AGV采集到的路面导航标识带图片进行特征提取,采用灰度化、中值滤波进行了图像预处理,研究了Otsu法和迭代法等动态阈值分割算法以及形态学在图像分割中的应用,并对预处理图像作了分割对比实验;然后对分割后的图像进行边缘提取,分析了基于最小二乘法和Hough变换算法的直线拟合原原理,提出了Hough算法下基于边缘线的中心线拟合算法,并作了直线拟合对比试验;实验表明,复杂工况下,采用基于形态学和Otsu算法相结合的方法对图像进行分割,得到的二值图像边界更完整,效果更好,基于Hough变换算法较最小二乘法能更精确有效地提取出导航标识带中心线及其方程。     

基于片光的货车侧面防护栏安装尺寸测量

提出了一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸的测量方法;将线激光光源和摄像机固定在线性传动机构上,通过装置的线性移动,使激光光束在货车侧表面上产生移动,并用相机采集运动过程中的图像,利用激光三角法原理,对采集到的时序图像进行处理,实现对货车侧表面轮廓的三维重建,从而实现对货车侧面防护装置安装尺寸的测量;该方法避免了在普通视觉二维测量过程中,由于防护栏与前后轮胎不共面而造成的测量误差;通过对搭建的实验平台进行的研究表明,测量误差小于1 mm,远小于原二维测量方案测量精度10 mm,完全满足系统设计的要求。     

基于分离指标的宽阻带低通滤波器设计

常见的开路短截线和阶跃阻抗结构在微带低通器设计中较为成熟,但是这些结构的低通滤波器受到寄生通带的影响,阻带不够宽;提出了一种基于分离指标的宽阻带低通滤波器设计方法,利用计算机仿真软件ADS,对常见的阶跃阻抗低通滤波器进行结构改进;该方法将低通滤波器设计指标重点分为滚降率和宽阻带抑制两部分,分别利用椭圆滤波器和巴特沃斯滤波器的本身特性实现设计目的,最后进行级联优化;此结构综合设计方法简单严谨,易于实现,改进的低通滤波器性能优越,实现了宽阻带的设计需求,通带0~3 GHz,插入损耗<0.5 dB,阻带4~12 GHz,抑制>45 dB。     

基于四节点RSSI的三维空间定位算法

针对提高室内三维空间的定位精度和速度的问题,从减少节点数量、建立特定坐标系的角度提出了一种基于四节点和特定坐标系的三维空间定位算法;该算法引入位置相对固定的4个节点,提高解算速度;充分考虑有效反射区对衰减指数影响,根据伯鲁斯特角将天线辐射场区分为叠加加强区和叠加减弱区,建立三维坐标系进行定位,结合信号强度指示(received signal strength indicator, RSSI)衰减模型,在叠加减弱区定位,把三维空间问题转化到二维空间,降低定位算法的复杂度;文中分别阐述方法的原理与验证,结果表明,四节点定位算法的解算速度比降低复杂度(complexity-reduced trilateration approach , COLA)定位算法有较大提高,该算法平均定位误差小于2米。     

基于飞行器网络控制系统的多速率控制器设计

为了减少网络环境中的时延和数据包丢失对飞行器网络控制器系统的影响,设计了一种具有多速率的保性能控制器设计方法;多速率是指在具有多通道数据传输的系统中,各通道所需控制输入的频率不完全相同;在存在时延和丢包的情况下,利用增广技术对飞行器控制系统在整个循环周期内建立离散模型,此时为了使多速率控制方法更加有效,先基于此模型在控制器输入端构造一个预测器,根据预测器的输出为整个系统设计一个具有多控制速率的动态输出反馈控制器;然后给出并证明保性能控制器的存在条件和求解方法;最后通过某飞行器网络控制系统的数值算例验证了所提方法的有效性。     

航空电子设备自动测试系统的软件架构设计

为检测和定位航空电子设备的故障,研究并设计了一种自动测试系统的软件架构;该架构包含了测试软件和测试数据库,测试数据库存储有测试被测设备的相关数据,测试软件将其作为输入,通过自动测试设备输送给被测设备,最终测试软件接收被测设备的输出并将其与测试数据库的预期数据相比较得出测试的结果;测试软件由手动测试模块、自动测试模块、系统自检测模块、测试记录读取和测试结果记录模块4个功能模块组成,自动测试和手动测试可以自由切换;该系统不仅能使用自动测试功能仿真被测设备的飞行环境,还可以使用手动测试功能具体定位分析故障,降低了设备的维护成本,缩短了维修时间。     

基于多Agent的飞机电子仪表系统仿真模型

电子仪表系统(EIS)在飞机飞行和维护过程中对飞机性能参数的显示具有至关重要的作用;针对电子仪表系统的功能仿真,提出一种基于多Agent的EIS系统建模方案,对系统功能从整体角度进行了描述和分类,在功能分类的基础上进一步建立了层次化系统结构模型,并利用混合型Agent对系统功能对象的结构进行了设计,建立了系统功能行为模型;最后以发动机N1转速超限为例对上ECAM显示功能进行验证,证明该方法在飞机电子仪表系统仿真建模的实用性和可靠性。     

能量均衡的AD Hoc网络路由协议研究

传统的AD Hoc路由协议由于节点的能量不均衡,导致网络耗能较大,减少了网络生命周期;从能量均衡角度提出了一种能量优化的Ad Hoc网络路由协议(EOARP协议),通过引入公共经济学中洛伦茨指数法来衡量网络的能耗均衡,结合节点通信繁忙程度、节点剩余能量等因素建立代价函数PEQ,选择剩余能量相对较高,通信繁忙程度较轻的路由链路,从而达到均衡网络的目的;仿真结果表明,EOARP协议在数据传输性能、能量均衡、以及网络节点剩余能量等方面指标均有较大改善,有效地延长了网络生命周期。