激光导向伺服系统中满意PID调节器的LMI设计

利用带有图像处理功能的小型激光导向伺服系统,可以大大降低目标坐标测定仪操作手跟踪动态飞行目标的操作难度,从而提高激光回波率.与经典的矩阵分解方法不同,本文以线性矩阵不等式方法,研究了激光导向伺服系统的满意PID调节器设计问题.首先从约束指标的相容性出发,给出满足与给定圆形极点约束相容的输出方差的取值范围.然后,在此取值范围内,得到了求取同时满足上述两种约束的PID调节器参数的方法.靶场试验结果证明了其有效性.     

基于非质点模型的纯方位解距离方法

目标距离是战场进行作战决策和武器使用时考虑的一个重要参数.在传统的二维被动跟踪系统基础上,将目标建模为椭圆刚体.论文借鉴修正极坐标(MPC)的思想,利用刚体目标的尺寸参数,建立目标的状态模型和测量模型.采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行解距离,为工程实现提供了可能性,并从不同的初始条件下分析了距离误差.Monte-Carlo仿真表明:在新的状态模型下利用UKF算法进行解距离,可以达到较高的精度.其中传感器与目标的相对速度和刚体目标的尺寸对距离解的精度影响较大.     

光电跟踪中实时视频对象分割算法

光电跟踪系统研究中难点的问题是实时跟踪目标.针对光电跟踪系统所跟踪的空中目标在视频序列中的特性,将整个跟踪过程划分为远距离段、航前(后)段、航捷段.然后对远距离航段,采取一种弱小目标的动态规划检测算法,及时发现并跟踪目标;在航前(后)段,采取一种基于自适应双波门的视频对象分割算法分割出运动目标,计算出目标形心与跟踪物镜的角偏差,以偏差作为光电跟踪伺服系统的输入信号,驱动跟踪器跟踪目标;在航捷段,将每帧视频变换为一组分辨率从高到低类似金字塔式的分层框架,对目标采取从粗到细的方式进行分割,以实现视频对象占据大部分视窗时的目标快速、准确分割.通过实例验证了所提出的算法的有效性.     

含随机穿越特征指标的离散系统满意估计问题

当待估量的期望值是一个有界区域时, 对待估量穿越目的域边界问题进行了讨论. 通过对离散估计系统的区域极点、随机穿越特征量等指标的相容性进行分析, 给出了一种满足多指标要求的满意待机估计策略, 并设计了基于双线性矩阵不等式组(BMIs)的求解算法. 所给出的待机估计策略可保证待估量在目的域内平均滞留度满足一定的指标, 同时相对目的域边沿的平均穿越周期尽可能小, 从而达到了待估量在目的域内、外的时间分布更加均匀 的目的. 数值算例说明了所设计的估计策略满足多指标要求.     

被动目标定位系统观测平台的最优机动轨迹

对仅有方位量测的被动目标定位中观测平台最优机动轨迹问题进行了探讨.在最大化Fisher信息阵 (FIM)行列式指标下给出了当前时刻一种新的机动控制策略,从理论上证明了最优机动轨线有且仅有2支,并给出了最优机动策略和最优机动轨线方程;它的特点是对任意时刻均为最优,而不仅仅在观测时间的末端,几何直观描述了机动控制序列的可执行性;与最大化方位变化率下观测平台最优机动轨线相比较,本文的机动策略兼顾了距离和方位2个因素的影响,可看成是对距离信息和方位信息之间的折中.数字仿真表明,与传统方法比较,提出的新机动策略能获得更大的信息.     

基于多AGENT的分布式操作臂控制

大部分传统的机器人控制方法依赖于一精确模型．随着机器人的日趋复杂,此类方 法已受到种种限制．本文在借鉴国际最新研究成果的基础上,提出了一种新的操作臂控制算 法．算法继承了多Agent的思想,易于实现并行运算;吸收了增量定向运动学思想的优点, 使运算相对简单．算法采用使操作臂末端点与目标点间距离单调减小的控制策略,并推导出 了相应的非迭代公式．针对基于多Agent的操作臂控制算法中存在的问题,本算法消除了初 始阶段运动轨迹出现的振荡现象,从根本上避免了迭代算法带来的收敛速度问题．     

不完全量测的误差方差约束下的容许采样频率

本文主要研究了不完全量测的误差方差约束下的传感器所能容许的采样频率这一问题. 分析了不完全量测下的目标跟踪系统的误差方差的稳态特性, 给出了不完全量测下误差协方差阵的一些性质. 在给定探测概率下, 利用线性矩阵不等式(LMI)求解这一问题. 工程意义在于, 在满足给定滤波器的误差方差约束指标下, 可以选择采样间隔较长的传感器, 放宽对传感器的采样频率的要求, 从而降低测量装置成本. 数值算例说明了算法的有效性.     

二阶时滞系统PI控制器稳定参数集快速算法

PID控制是自动控制中应用最广泛的一种控制方法．针对工业控制过程中普遍存在的二阶时滞系统，通过在kp-ki平面上绘制稳定边界线，给出了快速计算PI控制器所有稳定参数集的方法，并且给出了系统开环不稳定情形下稳定PI控制器的存在必要性条件．通过在该稳定参数区域上进行性能指标寻优，可以得到满意控制器设计性能指标要求的PI控制器参数区域．仿真实例表明了该方法的优越性，为控制系统的控制器设计提供了一个简单高效的设计方法。     

高炮对超高速目标射击死界与射击时限的研究

针对文献[2]提出的相关问题与结论，本文研究了高炮在针对高速、超高速目标的射击过程中，射击死界与目标飞行速度、高炮最大跟踪角速度之间的关系，并探讨探测器最远发现距离对有效射击区域的影响。首先以某型高炮为实例，分别给出了射击死界随目标运动速度、高炮最大跟踪角速度的变化趋势，以及高炮实际火力有效作用区域随探测器最远发现目标距离的变化趋势。然后应用弹头飞行时间曲线说明了高炮至少具有的最小射击时间。结果表明，增大探测器最远发现目标距离与提高高炮最大跟踪角速度，可以有效地增大有效射击区域和有效射击时限区间，提高高炮的作战能力。     

PI控制中衰减度与H∞指标的相容性

研究n阶线性定常系统在PI控制下衰减度与H∞指标的相容性问题.首先基于D-分割法和边界穿越定理,分别推导了描述PI控制器参数稳定域边界、PI控制器满足期望的衰减度指标的参数边界和期望的H∞指标的参数边界的解析表达式.再应用满意控制思想,对上述期望指标的相容性进行了分析,给出了相容指标较好的取值范围.当上述两类指标相容时,可以迅速得到整个PI控制器相容性解集(满意解集).用一个算例说明了所提出的设计方法的有效性.