摘要：介绍了具有三维位置检测功能的三自由度永磁球形电机工作原理及其运动控制方法.结合球电机结构特性,基于XYZ欧拉角和拉格朗日方程建立了球电机运动学及动力学模型.为了解决动力学模型建模误差、摩擦力和外界干扰等对球电机工作性能的影响,设计了神经网络逼近模型,并将其应用于球电机的控制之中.仿真结果表明这种控制方法与传统方法相比可以有效提高球电机的抗干扰能力,在建模误差比较大的情况下仍可以保证球电机的运动精度,其结果可以为进一步的球电机精密运动控制理论研究和实验方案设计提供借鉴和参考.

摘要：音圈电机的功率驱动器对控制器运算速度要求较高,传统方法普遍采用模拟控制,但其存在调试不便、特性漂移、不易实现复杂控制算法、无法与数字控制器直接实现接口等固有缺点.介绍了基于现场可编程门阵列（FPGA,Field Programmable Gate Array）的采用全数字式控制的直接驱动阀用音圈电机功率驱动器.利用FPGA通过模块化设计,实现了产生脉宽调制（PWM,Pulse Width Modulation）信号、电流信号采样及其数字滤波、电流闭环控制以及与其它数字控制器的通讯等功能.仿真及实验结果表明：所设计的基于FPGA的音圈电机功率驱动器具有良好的电流跟踪性能,可以满足直接驱动阀系统的控制要求.FPGA的运用,大大简化了系统硬件结构,提高了系统的控制性能,且便于扩展功能以及与其它数字控制器实现接口.

摘要：多旋翼飞行器常应用于震后搜救、地质勘探等复杂多变的场景中,考虑到其续航能力及环境特点,优化多旋翼的飞行轨迹以更好更快地完成任务已成为关键问题之一。为此,设定多旋翼穿越室内斜缝的任务场景,提出了一种基于抛物原理和庞特里亚金极小值原理的多约束条件下轨迹优化方法。模仿将东西抛过窄窗的过程,从分析斜缝角度出发,设计一条抛物线轨迹,引导飞行器借助惯性越过斜缝,对于抛掷飞机所需的初始状态,利用庞特里亚金极小值原理设计状态转换轨迹实现。在MATLAB中搭建3D模型验证穿越效果,试验显示,多旋翼最大能穿越竖直方向63°倾斜或水平方向32°倾斜的斜缝。

摘要：飞机液压刹车系统通常采用压力伺服阀控制刹车压力,由于布局限制,压力伺服阀和刹车作动器之间往往存在较长的液压管路.管路会给系统引入欠阻尼的频率特性,而且该特性会与压力伺服阀固有的局部压力闭环结构相耦合,使得压力伺服阀的输出压力容易出现振荡、失稳现象.因此通过在飞机液压刹车系统建模中考虑管路模型,在频域上分析了压力伺服阀与管路、容腔耦合的现象和原因,具体给出了管路参数和油液参数变化对压力闭环的影响,并通过时域仿真进一步验证了频域分析的结论.同时分析了匹配设计管路、增加系统阻尼和降低系统增益3种避免压力闭环控制振荡失稳的方法.为飞机液压刹车系统的设计与优化提供了理论参考依据.

摘要：多智能体一致性协调控制的最终收敛状态受限于通信拓扑结构与边的权值,而收敛状态的不同进一步影响多智能体趋同的速度.为实现拓扑结构与协调收敛状态解耦,保证最短时间实现一致性,本文设计一种输入受限线性多智能体分布式协调控制策略.首先基于Helly定理证明了n个输入受限线性多智能体系统在d(n>d)维协调空间上的最短时间一致性协调状态和收敛时间唯一存在,并取决于其中至多d+1个智能体.当找到该d+1个起决定作用的智能体后,即可得到所有智能体的最短时间一致性状态.根据此定理,设计一种新的分布式协调算法使得各个智能体知道起决定作用的智能体,进而计算得到协调收敛状态与收敛时间,随后各个智能体独立设计含终端时间和终端状态约束的局部最优控制律,保证最短时间一致性实现.最后在二阶线性多智能体系统上进行仿真验证.仿真结果验证了分布式算法的可行性,并且当协调状态维度远小于智能体数量时,计算量明显减少,计算速度显著增加.

摘要：针对具有非完整约束特性的多轴驱动车辆,分析多轴驱动形式下的转向几何关系及其运动学约束关系并建立动力学方程,采用基于制导路径跟踪理论的方法评价跟踪误差,推导消除误差所需的姿态角和路径参数更新公式;通过设计李亚普诺夫函数进行稳定性分析,证明了系统的全局一致渐进稳定性;采用非线性状态反馈精确线性化方法导出线性化的车辆动力学模型,在此基础上设计带有干扰观测器的滑模变结构速度跟踪控制器,并采用典型运动路径进行路径跟踪的仿真测试。仿真结果表明,所提出的跟踪控制策略能够满意地实现多轴驱动车辆对给定目标路径的跟踪。

摘要：虚拟声音的建模与渲染是飞行模拟器虚拟环境仿真中的关键技术,结合物理、心理、建筑、室内声学以及数字音响艺术等多门学科,提出适用于分布式飞行模拟器虚拟仿真系统的离线综合声音建模与动态均衡渲染算法,经过数字压限器、扩展器以及激励器等环节,将大规模音频数据根据虚拟权重进行离线重构;运用五段等响折线法,并结合心理声学构建了基于大规模音源的动态压缩比算法;结合座舱虚拟环境的等效吸声系数算法和混响时间算法;综合功率谱密度函数与特性共振峰,总结出与一系列状态量对应的幅频特性,应用前馈(BP)网络算法对数字均衡器进行实时调参,实现了发动机推力噪声的动态数字音频实时渲染;并基于DirectSound的音频特效程序接口开发了一套基于高层体系结构(HLA)的分布式飞行模拟器实时音效系统,仿真结果验证了声音建模与渲染算法的有效性。

摘要：针对目前公开的人体行为红外数据集较少的问题,本文设计了基于生成对抗网络和基于3D人体红外模型的两种数据增强方法,以快速扩充现有的红外人体行为数据集。搭建了改进的生成网络模型AC-WGAN并添加了网络优化策略,以生成高质量的红外热图;利用Unity 3D引擎搭建表征红外特征及运动信息的人体模型,模拟红外阵列传感器成像原理,实现了给定人体模型及传感器方位信息便能自动生成大量且多样化数据的功能。基于数据增强后的数据集训练和测试卷积神经网络,实验结果表明,网络对不同行为的感知准确度达到80%以上,且显著提高了网络对陌生数据的识别能力,所设计的数据增强方法对于扩充人体行为红外数据集有效。

摘要：针对大型卧式液压仿真转台内部双液压马达摩擦力矩干扰、负载干扰和外框双液压马达同步驱动这三个影响转台控制性能的主要问题,分析并总结出转台外框双液压马达在“等同模式”和“主从模式”下的同步驱动模糊控制规则、各种同步控制模式的应用范围和切换规律;根据PID控制经验制定出直接自适应模糊控制规则。依据同步与PID模糊控制规则设计出同步-干扰模糊控制器并进行仿真分析。针对模糊控制器自学习能力较差等缺陷,在模糊控制的基础上,采用模糊神经网络(FNN)模型设计出多输入多输出(MIMO)的转台FNN控制器。软件仿真结果表明,当转台液压马达摩擦力矩发生变化、负载大范围波动或当转台外框两马达转速相差较大时,使用模糊神经网络模型的智能化转台控制系统具有较高的定位精度和动态性能。

摘要：针对升力式高超声速飞行器再入滑翔制导问题,提出了一种基于倾侧角反馈控制的预测校正制导方法。该算法不依赖于传统的准平衡滑翔条件(QEGC),能够抑制再入滑翔飞行过程中产生的周期性轨迹震荡现象。纵向制导采用落点预测与指令校正相结合的方法,通过设计倾侧角反馈控制律对飞行器的高度变化率进行实时修正;侧向制导兼顾考虑横程误差和航向角误差对制导指令的影响,设计了一种基于归一化误差走廊的倾侧角反转逻辑,实现了飞行器的侧向运动控制。CAV-H高超声速飞行器制导仿真实例表明,该制导方法有效地抑制了再入滑翔轨迹的周期性震荡,导引飞行器完成平稳再入飞行。Monte Carlo仿真验证表明,在多种扰动和误差存在的情况下,该制导方法具有良好的鲁棒性。