机载雷达组网多站测角被动跟踪轨迹优化研究

研究多观测器轨迹优化控制问题,由于多站测角被动跟踪系统运行存在误差,用机载雷达组网的可移动传感器采集信息,可对雷达载体轨迹优化进行研究,利用控制雷达载体的飞行轨迹可有效解决跟踪目标的弱观测性及估计器的稳定性。为了改善传统轨迹优化算法容易陷入早熟收敛和局部最小的问题,提出一种模拟退火(Simulated Annealing,SA)和粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的混合优化方法(SA-PSO)。在给出了角度信息的适应度函数表达式基础上,结合模拟退火算法的局部搜索能力和粒子群优化算法的全局搜索能力,提高优化算法的收敛速度、精度以及全局搜索能力。实验证明,改进的混合算法对雷达载体轨迹优化有效,并减小对机动目标的被动跟踪误差。     

纯方位目标跟踪中的观测器机动优化研究

针对研究单站纯方位目标运动分析中定位与跟踪精度问题,因机动航路对定位精度有很大影响,所以在目标定位跟踪精度下限CRLB,提出用精度几何散布GDOP作为优化性能指标,采用数值寻优计算的方法,进行数值计算,分析了观测器航路对固定目标定位精度的影响效果,并且给出了匀速直线运动航路和恒提前角匀速运动航路对目标定位精度影响的仿真计算结果,表明航路对定位精度有很大影响,可以通过优化观测器航路来提高系统可观测程度和改善定位与跟踪算法的性能。     

纯方位目标定位观测器轨迹的 快速优化算法

在移动传感器网络中,观测器与目标的相对位置对目标的定位性能有重要的影响.为了提高目标的定位精度,提出了一种观测器运动轨迹的优化算法.算法把目标均方位置误差作为优化对象,使用扩展卡尔曼滤波器估计目标的位置.算法以目标和观测器的方位分布关系为基础,减小了观测器最优位置的搜索范围.仿真结果表明,使用多个观测器进行目标定位,滤波收敛速度快,定位误差小.最后给出了单个和多个观测器的"最优"运动规则.     

一种新型多目标遗传优化算法及其应用研究

文章针对一般约束多目标优化问题，在设计了新的适应度函数和选择算子的基础上，提出一种新型多目标遗传算法。将其应用于集群目标靶场效能优化问题，验证了算法的有效性。     

基于观测器的全方位平台滑模轨迹跟踪控制

以Mecanum轮型全方位移动平台为对象,建立运动学和动力学模型,研究机器人的观测目标优化控制问题.针对全方位轮特有的滑移和平台的重心偏移等不确定和非线性因素对运动的影响,采用多体动力学软件RecurDyn,构建了包含各种非线性因素的虚拟样机模型.提出采用等效控制的滑模控制器,通过非线性扩张状态观测器,可以实现对系统不确定项和干扰的估计,有效地降低了切换增益.引入双曲正切函数代替符号函数,消除了输出抖振.通过仿真分析,取得了良好的轨迹跟踪效果,表明该方法是有效和可行的.     

基于多模型切换的多观测器轨迹优化研究

充分考虑辐射源信号覆盖范围带来的观测约束,提出一种基于动态区间划分的多模型切换轨迹优化算法．该算法根据可探测区域内的观测器构造子区间划分特征向量,在不同的控制层使用相应的切换策略分别设计观测器运动规则、构造性能指标函数．根据设定的目标优化函数,在切换子层综合多种优化算法分别对不同的观测器进行轨迹优化．仿真表明,该方法能够有效解决观测约束下的匀速运动目标轨迹优化问题,具有一定的工程应用价值．     

跟踪物体空间运动轨迹优化仿真研究

研究空间物体移动轨迹建模优化问题。传统的建模方法需要大规模的采集数据,会影响建模的效果。为了更好地跟踪和存储移动物体的轨迹,优化轨迹建模结果,提出了基于移动物体运动轨迹描述优化算法。通过空间移动物体的水平和垂直移动轨迹曲线,推导出任意位置物体的移动轨迹曲线,通过加载随即误差对运动目标进行跟踪,得出运动目标的滤波数据曲线,并采用卡尔曼滤波器对运动目标轨迹曲线进行平滑。仿真结果表明,该方法能有效地描述移动物体的运动轨迹,取得了预期的结果。     

自主移动小车轨迹跟踪的参数优化及仿真研究

控制律中参数的选取在很大程度上影响着自主移动小车的轨迹跟踪精度,但很少有人考虑参数的优化取值问题。首先,该文将轨迹跟踪控制变量转换至小车车轮上以确保控制能在实际系统中实现;然后,用遗传算法对控制律中的参数进行优化设计,并用MATLAB进行了仿真研究。仿真结果表明：控制参数的选取对自主移动小车的轨迹跟踪精度影响很大;相同的控制参数对在不同的自主移动小车初始位姿下的轨迹跟踪控制效果不同;通过优化控制参数以提高自主移动小车的轨迹跟踪精度是可行与有效的。     

多目标交会轨迹优化方法综述

多目标交会能有效降低单次任务的成本并提高任务收益,因此是未来小行星探测、在轨服务等任务的首选方案.该类任务的轨迹优化问题涉及的变量众多,解空间巨大,难以直接得到最优解.该问题的求解通常分为两步:首先优化交会序列,然后对于给定的交会序列,优化每段目标-目标转移的轨迹.优化交会序列时需对转移的速度增量或时间等代价进行快速、准确的估计.因此,多目标交会的轨迹优化可拆分为转移代价估计、交会序列优化、转移轨迹优化三个子问题.本文分别对这三个子问题的求解方法进行综述.     

空间柔性机械臂高阶滑模干扰观测器轨迹跟踪

在空间漂浮状态时机械臂载体姿态均不受控的条件下,针对机械臂在关节空间内轨迹跟踪及振动抑制等问题,提出了一种基于空间机械臂改进高阶滑模干扰观测器控制策略。利用拉格朗日方程及动量守恒定律建立机械臂运动学数学模型,对误差估计值进行修正,设计干扰观测器,根据机械臂末端轨迹设计合理的高阶滑模面及滑模函数。针对设计的观测器进行模拟仿真实验,并改变理想轨迹,使其在复杂曲线中运行。仿真结果表明:高阶滑模干扰观测器可应用于更为复杂的工作空间中,并更有效、精确地实现了轨迹跟踪任务。     

物体空间运动轨迹建模优化仿真研究

研究空间物体移动轨迹建模优化问题.传统的建模方法需要大规模的采集数据,会影响建模的效果,并且增加了无线带宽的成本.为了更好地跟踪和存储移动物体的轨迹,优化轨迹建模结果,提出了基于移动物体运动轨迹点描述优化算法.该算法通过预测和规划移动物体在整个运动过程中的运动轨迹的时空模型,采用少量轨迹点对运动轨迹进行优化,在减少轨迹点的同时,使运动轨迹更接近于移动物体真实运动情况.实验结果表明,该方法能有效地描述移动物体的运动轨迹,取得了预期的结果.     

飞机垂直剖面性能优化及仿真

利用飞行参数及大气信息,进行飞机垂直轨迹优化,减少燃油消耗,降低飞行成本是商用航空的目标。深入分析相关参数对飞机飞行成本的影响,对垂直轨迹优化计算进行了理论分析和研究。采用能态近似法,推导并给出性能优化的计算方法;通过分析成本指数,确定以最低成本为指标的性能优化方程;利用成本指数计算最低成本下的优化巡航速度,生成优化轨迹,给出仿真结果并分析了重量、成本指数等参数的变化对轨迹优化的影响。结果表明,本方法实现简便,效果良好,可以实现实时轨迹优化。     

登月软着陆轨道优化算法研究

月球软着陆轨道优化是月球探测中的关键技术之一,研究了基于燃料最优的定常推力月球探测器软着陆轨道优化问题.在优化算法中,首先对软着陆轨道动力学方程做归一化处理,经过将软着陆轨道离散化,应用函数逼近法拟合推力控制角,从而将轨道优化问题转化为参数优化问题,最后设计了蛙跳算法作为搜索优化方法.仿真结果表明设计的轨道较好地满足了所要求的约束条件,同时蛙跳算法具有很高的优化精度,并且应用比较简便,可以应用于登月软着陆的轨道优化设计任务.     

三维井眼轨迹仿真研究

在曲线插值算法和图形透视原理研究的基础上,将离散的井眼轨迹数据通过插值算法平滑化,并通过三维透视投影原理实现其三维仿真.在理论研究的基础上,利用Visual Basic开发了三维井眼轨迹仿真系统,该系统能进行三维井眼轨迹放大、缩小、旋转等操作,可从多方位和角度观察仿真结果.     

基于摩擦观测器的伺服控制系统研究及仿真

伺服控制系统中非线性摩擦力矩的干扰是影响系统性能提高的主要因素。为了减小摩擦力矩的影响,提出了基于扩展卡尔曼滤波器的状态观测器对摩擦力进行估计,采用改进型Tustin摩擦模型仿真实际摩擦力矩。Matlab仿真结果表明,构建的摩擦观测器能较准确地对摩擦力进行估计,加入摩擦力补偿后能有效改善运动控制系统性能,速度误差由18%降低到3%。     

面向轨迹数据查询优化的缓存机制研究

移动对象数据库（Moving object database,MOD）管理随着时间不断改变位置的空间对象,其已经在广泛的应用中被研究。尽管索引和查询算法等许多与MOD相关的技术已经被提出,但缓存管理仍然被忽略,这对于数据库性能至关重要。传统的缓存方法忽视了数据本身的时空特性,无法实现良好的性能。本文提出从缓存层面充分挖掘轨迹数据的查询性能,首先针对轨迹数据特有的存储结构和读写过程,设计了适合MOD的缓存访问机制;然后对于MOD系统中缺少与应用场景和访问模式相关的缓存策略问题,定制了缓存替换方法;最后开发了缓存管理工具MOCache,以可视化的形式动态跟踪查询语句结束后缓存状态的变化。通过实验表明本文提出的缓存替换策略与传统的策略相比,命中率提高到76.56%,缩短了查询时间,并且使用缓存工具监控历史状态信息,能够更加全面地反馈和分析性能问题。     

基于改进型非线性干扰观测器的爬壁机器人轨迹跟踪

针对爬壁机器人建模不准确及容易受外部扰动的影响造成位置及姿态误差的问题,提出了一种基于改进型非线性干扰观测器的轨迹跟踪控制方案.首先通过反演控制设计了一个运动学控制器为机器人动力学控制提供参考质心速度与角速度.其次应用改进型非线性扰动观测器作为前馈控制对建模误差及外部扰动进行估计,并保证扰动误差以指数形式收敛.最后针对...     

弹道导弹弹道建模与仿真技术研究

在弹道导弹建模优化的研究中,针对弹道导弹防御技术仿真应用,建立了弹道导弹弹道仿真模型.首先基于最优能量椭圆弹道理论,采用优化迭代方法,考虑地球自转影响,建立了弹道导弹自由段模型,并根据导弹性能参数,建立了主动段和再入段弹道模型,从而得到从发射点到落点的包含不同飞行段特性的完整弹道模型.其次利用上述弹道模型开展仿真,得到了导弹飞行轨迹参数和二维和三维弹道演示效果.证明提出的弹道导弹仿真模型,弹道构建速度得到优化加快,能以较高的置信度反映弹道导弹运动特性,能够满足弹道导弹防御技术仿真应用要求.