基于P-FUZZY-PID的飞行器大角度机动控制物理仿真

针对空间飞行器大角度姿态机动控制具有非线性,并要求控制器具有较高的指向精度、姿态稳定度及鲁棒性等特点,应用P-FUZZY-PID复合控制算法,建立了±180°内的模糊规则库,设计了飞行器姿态控制器;系统采用DSP作为星载控制器,光纤陀螺作为姿态敏感器,反作用飞轮作为执行机构,系统程序采用C语言编程,利用单轴气浮仿真实验台实现了物理仿真实验;实验结果证明该控制方法不仅能实现飞行器大角度机动控制,机动响应快,还表现出较好的鲁棒性。     

战机对抗地空导弹的突防策略仿真研究

针对战机与中程地—空导弹之间的攻防对抗问题,研究了无机动飞行、做机动飞行以及抛射诱饵弹时战机逃脱导弹追击的情况,首先建立数学模型,然后基于Visual C 和Matlab软件进行了数值仿真,从而寻求战机最优突防策略。结果表明:战机做机动和抛射诱饵能成功突防,但其在不同时机选择不同机动方式效果迥异,蛇形机动效果最好。研究结果对于选择最佳机动方式和时机具有一定参考价值。     

遗传算法在逃逸机动策略中的应用研究

分析了基于强化学习原理和遗传算法的序贯决策规则的自动学习方法,从规划报偿和规则激活度的角度讨论和研究了规则的信度分配问题,解决了在大的状态空间中搜索和延迟评价问题,为处理复杂的决策过程提供了一种行之有效的方法。基于该方法实现了飞机的逃逸机动策略,仿真结果表明了该方法的有效性。     

电视与红外传感器对机动目标的分布式航迹融合

基于当前统计模型对机动目标进行建模,并用统计的方法对机动目标的多条航迹进行关联和融合,从跟踪性能以及结构的可靠性和可用性上分析了分布式融合结构是目标跟踪最经济和最合理的选择。最后计算机仿真中验证了此结构的实用性和有效性。     

似然迭代离差差分滤波算法的机动再入目标状态估计

针对使用离差差分滤波算法对机动再入目标状态估计时,不能充分用到最新量测信息,状态估计误差较低的情况,提出一种新的滤波算法——似然迭代离差差分滤波算法．该算法在二阶离差差分滤波算法的量测更新过程中采用Gauss—Newton方法不断逼近最大后验估计,且使用迭代状态估计值代替状态预测值,修正迭代公式,并使用确保产生的迭代序列向最大似然面移动的迭代终止条件．使用似然迭代离差差分滤波算法估计机动再入目标状态,蒙特卡罗仿真表明,该算法不仅提高了状态估计精度,而且还有很快的收敛速度．     

主线机动容量合理分配的匝道协同控制

结合进出城道路拥堵特征,提出道路主线机动容量的概念和对其进行合理利用的思想,采用多匝道协同控制方法实施,并以最优控制理论设计实现.通过调整入口匝道计量控制的周期,提高机动容量的利用率,根据设计的冗余等待时间和冗余周期数等指标进行定量对比,仿真结果表明,该方法有效,尤其在减少冗余等待周期数方面可以实现更优的控制品质.     

一种有效的中性浮力下实验体姿态机动模拟控制律设计

在空间微重力环境的地面模拟技术中,中性浮力法利用水的浮力使实验体处于漂浮状态,可以提供六自由度运动模拟,并且可进行长时间的与空间十分相似的自由运动。因此可以采用该方法实现空间飞行器空间任务的地面模拟演示和功能验证。姿态控制作为空间任务的基本操作之一,其在中性浮力实验环境下的控制模拟非常重要,需要针对复杂的水下环境进行设计。目前针对水下航行器的研究非常广泛,但是专门针对中性浮力环境下空间任务模拟的研究并不多,缺少理论验证与仿真。本文针对中性浮力环境下实验体姿态机动模拟控制律设计问题进行研究。首先根据流体力学和动量矩定理推导出实验体的姿态动力学方程,根据四元数与角速度的关系得到实验体的姿态运动学方程;然后在理想状态下基于动力学方程,使用Lyapunov方法设计实验体的姿态机动模拟控制律,并证明了闭环系统的渐进稳定性;最后通过仿真验证了控制算法的性能,为中性浮力环境下实验体姿态机动模拟提供理论基础。     

基于脉冲机动的引力辅助深空探测轨道设计

以借助金星引力的火星探测器轨道设计为背景,针对借力前后可能存在的速度不匹配问题,提出了一种施加脉冲机动的解决方式。首先以借力飞行的基本理论为基础,推导了施加脉冲的实现过程。其次,探讨了基于等高线图的引力辅助轨道设计方法,当速度不匹配时,不存在无动力的借力飞行,针对可能发生的速度不匹配的情况,文章采用在引力辅助过程完成之后,施加脉冲,提高探测器的速度,实现了速度不匹配的借力飞行情况。最后研究了遗传算法在引力辅助轨道设计中的应用,以金星借力的火星探测轨道为例,同样在无动力的引力辅助不满足要求的情况下,研究了基于遗传算法的引力辅助轨道优化设计流程,得出与等高线图法基本一致的结果。对两种方法的结果进行比较分析,验证了施加脉冲机动的方法在引力辅助轨道设计中的适用性。     

基于期望模式修正方法的混合网格多模型估计

针对期望模式修正(EMA)变结构多模型估计中基础模型集固定不变而扩张模型修正能力有限等问题,提出了一种改进的EMA变结构多模型算法(M-EMA).该算法将所用模型集合构造为混合网格结构,并引入自适应网格(AG)技术和可能模型集(LMS)技术,用于混合网格中修正模型网格与基础模型网格的生成,从而使参与状态估计的模型集合更加接近于系统真实模式,达到优化模型集合的目的.仿真实验证明,该算法有效提高跟踪精度和稳定性,同时减少了对目标机动方式与模型集合拓扑结构设计的依赖.     

信标模式机动目标跟踪数据实时处理

信标模式下的机动目标测速数据存在较大时变系统误差, 导致目标飞行弹道解算精度降低. 针对此问题, 本文通过增加表征系统误差的分量项, 对机动目标运动模型的状态向量扩维, 并将系统误差引入到测量方程中, 提出一种弹道估计新算法. 利用无迹卡尔曼滤波计算跟踪目标的轨迹, 同时估计系统误差. 仿真试验表明, 该方法无论在应答或信标模式下都可以解算出满足精度要求的弹道.