高超声速巡航飞行器推进系统建模与仿真

关于飞行器控制优化设计问题,在高超声速巡航飞行器概念研究中涉及多学科设计优化.为了开发出快速预测推进系统性能的超燃冲压发动机模型是非常必要的.在飞行器机身-发动机一体化和Cowl - to-tail气动-推进界面划分的基础上,分别建立了进气道内压段、隔离段、燃烧室、尾喷管模型以及发动机总体性能模型.应用一维流分析方法进行了高超声速巡航飞行器推进系统性能分析.最后以某类高超声速巡航飞行器为研究对象,进行了飞行器推进系统性能仿真.仿真结果表明建立的推进系统模型和使用的一维流分析方法用在飞行器概念研究阶段是可行、有效的,为优化飞行器推进稳定性控制提供参考.     

高超声速飞行器姿态控制系统设计

研究气动特性是飞行器姿态稳定性的保证,高超声速飞行器采用姿态控制有助于提高作战效能及生存能力.针对高超声速飞行器作战环境复杂,大气密度偏差大、力/力矩系数不准确造成气动参数偏差较大等特点,采用参数空间方法来设计姿态控制系统.首先建立适用于姿态控制系统的高超声速数学模型,在高超声速气动特性条件下,提出三回路姿态稳定控制系统,根据参数空间方法的原理设计出各回路控制器,最后进行仿真分析验证控制系统的性能.仿真结果表明当气动参数存在较大偏差时,采用基于参数空间法设计的高超声速姿态控制系统可以确保对指令的精确跟踪,并且具有较强的鲁棒稳定性.     

基于Terminal 滑模的高超声速飞行器姿态控制

针对高超声速飞行器六自由度再入模型,考虑模型参数不确定和外界干扰对再入姿态控制的影响,基于Terminal滑模对再入过程中姿态角的跟踪控制问题进行研究.为了减少外界高频噪声对系统性能的影响,首先,利用多时间尺度技术将姿态模型划分为双环结构;然后,分别针对各环路设计Terminal滑模控制器,并通过Lyapunov理论和奇异摄动理论对系统的稳定性进行证明.仿真结果表明,对于六自由度再入模型,该控制方法能够很好地跟踪再入制导指令.     

高超声速飞行器跟踪技术综述

近年来,临近空间高超声速飞行器受到了世界各军事强国的广泛关注,发展迅速.本文也正是在此背景下,针对临近空间高超声速飞行器,在介绍机动目标跟踪基本原理的基础上,归纳并总结近年来机动目标跟踪算法的研究情况,从建立合理的机动目标模型和改进滤波算法两个方面提出改进思路,为临近空间高超声速目标跟踪系统的设计与开发提供理论上的探索与支持.     

高超声速飞行器最优PI-Hinf控制器设计

研究高超音速控制器优化问题,由于控制系统存在较强鲁棒性和非线性,用传统方法寻优计算量大,影响实时控制.为解决上述问题,采用最优比例积分H无穷(PI-Hinf)二环控制方法对高速飞行器构型的输入/输出线性化模型进行了控制器设计.控制方法能有效地抑制模型参数不确定性带来的扰动并使系统达到很好的静态性能.对模型进行仿真,结果表明,所设计的控制器具有较强的鲁棒性,可以满足飞行器在复杂条件下飞行的控制要求,达到0误差的跟踪精度,为设计提供了依据.     

高超声速飞行器基于Back-stepping的离散控制器设计

根据高超声速飞行器纵向模型的特点,提出了基于Back-stepping的离散控制器设计方法.首先通过合理的简化,将飞行器的模型转化为连续非线性系统的严格反馈形式;然后采用欧拉法得到其近似的离散模型,根据近似离散模型并结合Back-stepping和反馈线性化方法,设计了高超声速飞行器的离散控制器.利用高超声速飞行器的纵向模型对算法进行仿真验证,得到了较为满意的控制效果.     

高超声速飞行器多子分离建模仿真与分析

研究高超声速飞行器安全分离发射条件的确定是分离问题.腹抛多子分离过程,是根据矢量力学理论对子母分离体耦合运动进行12自由度多刚体动力学建模,得到描述分离过程的准确数学模型.以某高超声速多子分离再入飞行器为例,对分离进行全过程仿真,结果验证了提出的分离方法的正确性.仿真结果得到了分离高度对安全分离条件范围的影响,为高超声速多子分离发射过程的研究提供了参考和依据.     

基于sigmoid函数的高超声速飞行器自适应姿态控制

针对高超声速飞行器无动力再入过程中具有强耦合、气动参数摄动及不确定性的非线性姿态模型,提出了飞行器姿态控制的一种非线性设计方法。首先基于时标分离原理分内外环设计非线性动态逆控制器,并利用Sigmoid函数分通道制定控制律。针对单纯使用动态逆控制鲁棒性弱的特点,引入基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的自适应控制器对参数摄动和不确定性进行补偿,在参数拉偏和风干扰条件下仿真结果验证了设计控制器具有较强的鲁棒性。     

高超声速飞行器交互式多模型跟踪算法仿真

针对临近空间高超声速飞行器的运动状态多变,目前单一跟踪模型已经很难描述出目标的特性,根据多变的运动特点,将交互式多模型( IMM)算法应用于高超声速飞行器跟踪领域。该算法可以有效地根据各个模型的概率进行准确的调整,特别是对于机动目标的跟踪。文中根据IMM算法在临近空间环境下对高超声速飞行器进行了跟踪仿真。通过Monte-Carlo仿真,结果表明该算法在临近空间中具有较好的跟踪精度,同时可以提高高速飞行目标的跟踪精度。     

RTX平台下实时仿真系统的设计方法

在一些仿真应用中,由于Windows操作系统较差的实时性从而给许多半物理仿真试验带来了一些不确定的因素.在充分论证的基础上,引入了Ardence公司的基于Windows的硬实时解决方案RTX,并结合某型号导弹仿真课题总结出了Windows环境下RTX实时应用系统的设计方法与开发流程以及RTX下硬件板卡驱动程序的编写,最后将这种设计方法成功应用在该型号导弹飞行仿真系统中.实验证明该仿真系统是可靠的、稳定的,整个实验过程中导弹的飞行数据没有丢失,仿真周期确定,结果正确,RTX仿真程序能够满足系统对实时性和确定性的要求.     

一种GRNN神经网络的高超声速飞行器轨迹预测方法

在针对高超声速飞行器的拦截作战中,对其轨迹的准确预测是成功拦截的重要基础。基于对高超声速飞行器轨迹特性的分析,以广义回归神经网络GRNN(Generalized Regression Neural Network)理论为依据,对高超声速飞行器的轨迹预测进行研究。通过对轨迹误差产生的原因进行分析,针对高超声速飞行器提出了基于误差修正的GRNN轨迹预测算法。通过仿真验证了算法的有效性,研究结果表明,随着观测数据的增加,算法的误差范围逐步减小,误差修正的效果越来越好。     

基于MS-YOLOv3的车辆目标实时检测算法

检测车辆目标是交通监控系统中一项具有挑战性的任务,针对实时检测算法YOLOv3车辆目标检测精度低的问题,提出一种融合多尺度特征的目标检测算法MS-YOLOv3.在特征提取阶段,将位置信息明确的浅层特征与语义丰富的深层特征进行多尺度融合,增加深层特征的位置信息,提高模型检测精度;在预测阶段,使用转置卷积操作替换最近邻插值...     

基于云服务的水利仿真计算系统生成平台

针对水利模型软件生产效率低,软件开发大量重复,知识产权保护缺失的现状,提出一种基于模型标准化的水利仿真计算系统快速生成框架,并实现该系统生成平台。首先,制定模型标准,建立标准化模型库。其次,以模型库为基础,利用平台框架快速生成用户自定义的单模型或多模型组合的水利仿真计算系统。最后,应用云服务等技术完成仿真计算,并对计算结果进行可视化呈现。     

基于光流传感器的旋翼无人机实时避障系统

光流的研究是计算机视觉及相关研究领域中的一个重要部分。光流在目标对象分割、跟踪、机器人导航、识别等领域有着非常重要的应用。由于旋翼无人机在民用领域的迅猛发展,使得人们对无人机行业提出了更高的要求。针对多旋翼无人机的避障问题,使用光流传感器与改进的势场法相结合的方法,实现了对飞行器的障碍物检测以及局部路径规划。光流传感器采用SAD块匹配法减小了图像计算的运算量,采集到的光流值与IMU数据进行卡尔曼滤波,可以估算出高效且有较强鲁棒性的因无人机平动产生的光流。大量实验表明,避障策略运算量较小,可以保证避障系统的实时性,在距障碍物5 m左右可以迅速规避障碍物。     

基于智能手机平台的实时控制系统

随着智能移动平台迅速发展,人们越来越希望通过这一便捷的平台来实时监控一些远程应用。随着各种技术的进步,这一需求逐渐成为可能。结合HTML5和WebSocket这两项最前沿的Web技术以及智能手机这一热门的移动平台构建一个应用框架,以期在利用智能手机远程实时监视和控制基于Web的应用这一领域进行尝试和探索。实验结果表明,那一方案不仅可行,而且效果良好,具有十分重要的应用前景。     

基于Android平台的实时视频技术的实现

针对3G移动互联网络和智能移动设备的不断完善,视频应用已不断被应用于商业和娱乐领域。对热门的Android系统进行研究,分析Android平台开放性的特点,结合H.264低码率、高画质的特性,以及实时传输协议RTP(Real-time Transport Protocol)的实时传输性,实现一套视频实时编码上传的解决方案。通过移植PC平台的x264库和oRTP库,在移动平台Android上实现了视频的H.264编码技术以及RTP传输技术,从而实现了视频的编码上传功能。     

基于HLA的作战模拟系统开发应用环境研究

在开发专用的作战模拟系统时,使用基于HLA的作战模拟系统开发应用环境,可以方便模型重用,节约网络资源,避免聚合解聚带来的效率消耗和失真,降低开发的技术门槛,并帮助其纳入HLA仿真体系。本文给出了开发应用环境的设计,并对其特点和局限进行了论述。     

3G流媒体系统性能评估与仿真平台

随着3G网络建设的日益完善,流媒体业务将逐渐成为主流的增值业务之一。然而,为新的应用和网络标准进行单独的性能评估工作重复且增加成本。针对此问题,提出一个面向3G网络的流媒体性能评估与仿真平台。该系统具有高度的灵活性,用户可以通过调整配置,以较小的代价评估分发策略和网络状况对服务质量的影响。在系统之上,还给出了一套基于CDMA 20001xEV-DO Rev.A网络的参考仿真实现。该系统对于业务运营支撑平台的技术选型及业务发展具有一定的参考意义。     

基于Linux平台的实时视频OSD设计与实现

视频应用程序的GUI与视频无法同时显示,在对此问题分析的基础上,提出了Linux平台上基于软件实现的在屏显示技术OSD(On Screen Display)混合器的视频应用程序框架,讨论了实现的关键技术.并针对该混合器移植开源GUI,为视频应用程序的界面设计提供API.应用实例表明,实时性、交互性和复杂度均比较理想.