摘要：针对低空无人机避障路径跟随问题,设计了一种未知时变风扰下的无人机路径跟随方法。给出二维平面内的无人机运动学模型,完成避障路径跟随的数学建模;在未知时变风扰条件下采用矢量场方法设计了贝塞尔曲线期望路径的跟踪控制律,针对未知时变风扰下无人机地速无法测量的难点设计了地速估计器,分析了路径跟随的李雅普诺夫稳定性;在未知时变风扰条件下对贝塞尔曲线期望路径的跟踪进行了仿真验证。仿真实验证明:所设计的无人机路径跟随方法能够实现未知时变风扰条件下的路径稳定跟踪问题。

摘要：针对飞控系统设计面临的各种问题,研究了一种基于图形化建模语言、支持模型驱动开发的飞控系统数字样机设计技术。基于Rhapsody,STATEMATE,Simulink等搭建了用于飞控系统数字样机设计的支撑平台,研究了基于支撑平台的飞控系统数字样机设计流程及数字样机的四个不同侧面;以一小型无人机飞控系统为例,详细介绍了其数字样机设计,并进行了两个层次的检查和仿真验证。设计实践表明该方法能有效缩短设计时间,提高设计质量,支持后期软件的模型驱动开发,适用于各类飞行器控制系统数字样机的设计。

摘要：基于逆运动学方法设计了无人机四维制导系统。基本姿态控制器采用基于在线神经网络的非线性动态逆控制器。动态逆控制器用来对消无人机的非线性 ,在线神经网络补偿对消不精确引起的状态误差。制导系统的任务就是由给定的三维航迹 ,解算出航迹角 ,并生成三个姿态角指令 ,同时设计发动机控制回路以控制航迹速度 。

摘要：由于风能的波动和负荷的扰动,特别是在孤网运行且风能穿透比较高(或风机停机)时,微电网需要大型储能系统来保证系统电能的稳定性。提出了大型蓄电池储能系统接入的实现形式及其控制策略,分析了蓄电池的特性及功率调节器的工作原理,建立了系统仿真模型,并设计、开发了容量为100kW的实验样机。仿真和实验结果表明,在不同带载情况下,该系统能保证公共供电点(PCC)电压和频率的稳定,谐波含量小,满足供电要求。

摘要：针对当前嵌入式控制软件开发方法的不足,研究了一种将常规模型驱动开发技术与基于模型系统设计方法相结合的嵌入式控制软件模型驱动开发技术,首先分析了其应该具备的功能、特征并给出了方案实施步骤;然后,详细研究了方案中的PIM模型设计方法、PSM模型(代码)层次结构及OXF框架,并开发了针对Arm-Linux平台的适配器;最后,给出了基于该方法设计的微型飞行器控制软件运行测试实例。

摘要：为提升光学图像在低照度条件下的可用性,对红外图像与可见光图像进行融合从而结合两者的优势是一种有效的技术手段。稀疏表示理论在红外与可见光图像融合领域已经得到了广泛的应用,然而基于稀疏表示理论的图像融合方法所采用的局部建模方式易于导致语义信息损失和对误匹配的低容忍度两大缺陷。卷积稀疏表示的全局建模能力对克服上述不足具有巨大的优势,本研究借鉴卷积神经网络的结构设计了一种前馈式基于多层卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合网络,该网络包含5层:第1、2层为卷积稀疏层,通过预训练的字典滤波器获取源图像的卷积稀疏响应;第3层为融合层,通过活性图评价以获取融合结果;第4、5层为重建层,基于融合结果结合字典滤波器重建融合图像。实验结果表明,所提出的图像融合方法有效抑制了稀疏表示理论应用于图像融合的两大不足,在客观评价指标方面明显优于基于稀疏表示、基于单层卷积稀疏表示和基于卷积神经网络的图像融合算法,在算法的计算复杂度和运行时间方面优于基于稀疏表示和基于卷积神经网络的图像融合算法。

摘要：单目视觉因其具备的小成本、低能耗、非合作等优势已成为提升无人机感知与规避能力的重要手段.然而受制于光学测量特性,单目视觉对障碍物的感知能力存在两大不足:(1)障碍物距离信息感知能力的不足;(2)障碍物全局感知能力的不足.针对单目视觉的上述不足,本文提出了一种基于局部方位信息的无人机避障轨迹规划算法.首先,对单目视觉感知障碍物位置的可观测性进行了理论分析,据此建立了避障轨迹规划的相对坐标系,并选择方位角作为障碍物位置的观测信息;其次,采用二次贝塞尔曲线作为轨迹模型,将避障轨迹规划建模为单目标优化问题,进一步设计基于相对视线角变化率的避障约束条件,根据每一段时间内观测到的局部信息求解最优轨迹片段;最后,利用滚动优化获得最优避障轨迹序列,通过组合序列中的每一个轨迹片段得到近似的全局最优避障轨迹.仿真实验表明,本文所设计的避障轨迹规划算法可以生成一条平滑的避障轨迹,并能有效实现静态和动态障碍物的规避;与基于全局信息的避障轨迹相比,本文方法可以在线地获得近似全局最优轨迹,符合单目视觉的感知能力.

摘要：有人/无人机(manned/unmanned aerial vehicle,MAV/UAV)协同作战是未来战场中重要的空中作战模式。由于MAV/UAV协同作战体系系统复杂、涉及作战节点多,需从系统工程的角度对整体作战体系进行顶层设计,并采用统一的结构框架对该体系结构建模。首先,引入美国国防部体系结构框架(Department of Defense architecture framework,DoDAF),提出一种体系结构快速开发方法,并给出开发步骤。然后,利用视图模型,对MAV/UAV协同作战体系的系统功能、作战任务活动、各作战节点的信息交互及组织关系等建立模型。最后,通过动态仿真对模型进行验证。结果表明,所提作战体系的执行状态与预期的作战流程一致,体系结构设计合理,系统内各作战节点定义及信息体系结构描述具备一致性和协调性。

摘要：针对传统船舶高密度信息安全存储系统安全性差的问题,设计一种基于大数据的船舶高密度信息安全存储系统。系统的硬件部分,设计SIP安全芯片与存储控制器,对系统中信息采集、转换和解码,解码后存入到存储控制器中;系统的软件部分,采用二进制算法对船舶高密度信息进行编码,并设置密钥,对系统信息进行加密,在此基础上,对信息聚簇处理,将处理完成的船舶高密度信息发送至硬件存储控制器中,完成船舶高密度信息的安全存储。实验对比结果表明,此次设计的基于大数据的船舶高密度信息安全存储系统比传统系统安全性强,能够保证船舶高密度信息的安全存储。

摘要：以某型无尾翼无人机为例,讨论了该类型无人机在横侧向上与常规飞机相比独有的特点,据此设计了基于状态反馈方法的横侧向增稳控制器,达到有效的改善无尾翼无人机横侧向飞行品质的目的。首先,讨论了该无尾翼无人机的横侧向的气动性能和动态特性,进行了简要的分析,同时,在这些方面与常规飞机进行了比较。然后,基于以上该型无人机横侧向的分析,针对性提出该类型无人机的控制要求,利用LQR最优控制方法,设计了该无人机的横侧向增稳控制系统。最后,按工程实现要求简化了控制系统,大大降低了工程实现的难度。仿真实验表明,该简化后的控制器简单有效,实现了对无尾翼无人机横侧向增稳的目标,对于下一步的工程上实现无尾翼无人机的控制具有指导意思。