摘要：基于游戏开发引擎Unity3D开发了一套面向本科教学的飞行控制可视化仿真系统。首先提出在Unity3D中准确建立飞行器物理模型的方法;然后对比分析飞控仿真常见通信方式的优劣,择优选择稳定可靠的串口通信方式完成Unity3D/Simulink联合仿真平台的构建。根据飞控仿真采样频率要求,完成联合仿真时间参数设置,进而实现控制器设计。最后通过六自由度运动平台、航模机、操纵杆实现半实物演示。整个系统将Unity3D三维视景动画与半实物演示结合,实验现象直观逼真,可有效提高学生对于飞行控制相关理论的理解,加强学生工程应用能力,提高教学效果。

摘要：针对舰载无人机着舰过程中存在参数不确定、舰尾流干扰等问题,设计了一种基于自适应动态逆的着舰控制律。通过动态逆消除了非线性以及多变量耦合,在此基础上加入自适应律,分别设计了俯仰姿态控制器和速度控制器,并应用Lyapunov稳定性原理修正了自适应律并用来处理动力受限时的速度控制问题,保证动力补偿系统的稳定性。仿真验证结果表明,该控制方法具有较好的动态性能与鲁棒性,能够在复杂环境下以较高精度跟踪期望值,符合无人机着舰指标要求。

摘要：针对四翼变掠角飞行器具有强非线性和控制量受约束的特点,对其爬升平飞过程进行了多项式模糊建模及受约束多项式模糊飞行控制律设计。首先,对四翼变掠角飞行器建立了气动模型和非线性动力学模型;基于该非线性动力学模型采用鸽群算法进行轨迹优化得到参考轨迹,进而构建了飞行器的多项式模糊模型。然后,采用平方和理论设计了控制受约束的多项式模糊飞行控制律,并基于Lyapunov理论分析了系统的渐近稳定性。最后,通过MATLAB仿真验证了所设计的控制器能使飞行器在有初始偏差的情况下准确地跟踪参考轨迹;进一步,与常规线性二次型调节器方法进行了仿真对比,结果表明本文设计的多项式模糊控制器能够避免控制量饱和。

摘要：针对外部干扰影响下无人直升机(Unmanned aerial helicopter,UAH)模型参考跟踪控制问题开展研究,提出基于自适应干扰观测器的跟踪控制设计方案。首先,根据干扰部分可测特性将其建模为存在参数误差下的非线性外源系统,并设计了状态观测器及其自适应调节下的干扰观测器(Disturbance observer,DO),用于估计无人机系统的未知状态和外部干扰。其次,将模型参考控制与基于干扰观测器的控制方法相结合,提出抗干扰复合控制设计策略,获得了由观测与跟踪误差动态组成的闭环系统。再次,利用Lyapunov稳定性理论建立了给定H∞性能下判定闭环系统渐近稳定的充分性条件,并借助矩阵变换技术获得了观测器和控制器的联合设计方案。最后,通过数值仿真验证了所提跟踪控制算法的有效性和优越性。

摘要：研究了输入受限和匹配干扰约束下的导弹-目标拦截制导系统,提出了一种复合控制方案。首先,通过超螺旋干扰观测器估计匹配干扰,并依据观测器的估计结果设计了积分滑模控制器对干扰进行补偿。其次,结合微分博弈理论和自适应动态规划算法,设计单评价神经网络来求解微分博弈控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了所提的复合控制策略保证了闭环系统和评价神经网络的稳定性。最后,对导弹-目标拦截系统进行建模仿真,验证了复合控制策略的有效性。

摘要：以六相永磁同步电机直接驱动外啮合齿轮泵的航空电动燃油泵为对象,研究了其流量系统的控制器设计问题,提出了一种基于自适应滑模反馈线性化的预见控制器设计方法。首先,建立六相永磁同步电动机和外啮合齿轮泵的数学模型。其次,利用反馈线性化方法处理电动燃油泵这一非线性化模型,方便后续预见控制器的设计;接着,采用自适应滑模控制方法消除了由模型不确定性引起的反馈线性化误差,该方法可以将建模误差和负载扰动带来的不确定性分开处理,从而避免较大的切换增益引起抖振,同时不需要精确的不确定性的边界信息,从而提高了控制性能。最后,在反馈线性化得到线性模型上设计预见流量控制器,加快控制系统对燃油指令的响应速度。仿真结果表明,该控制方案具有较快的响应速度、较强的鲁棒性能和优良的抑制抖振能力。

摘要：在医疗运作管理领域,合理的资源分配能够帮助更多的患者尽早就医,降低患者病情恶化和死亡的风险。本文设计了预约排队策略对患者占有资源的顺序进行分配,建立了基于长短时记忆(Long Short Term-Memory,LSTM)神经网络和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的混合模型以优化排队策略。首先利用大数据和深度学习分析患者到达和医院服务情况,建立LSTM神经网络学习数据特征并预测未来数据,相比于排队论常用的随机分布方法取得了更好的效果.其次设计了基于排队系统仿真的排队策略优化算法,利用改进GA得到最优排队策略。实证研究表明,文本的方法可以明显降低患者的等待时间,最高可达59%。最后对排队策略进行敏感性分析,结果表明排队策略有效作用于仿真的各个时段。

摘要：为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,面向旋转永磁式机械天线的理论研究和技术实践,提出了基于多物理场耦合仿真的系统设计和性能校验方法。设计了包含永磁磁源、高效驱动电机及其控制器在内的旋转永磁式机械天线系统方案。研制了实验样机,并对其系统性能和近区磁场进行了实验测试,验证了相关设计方法和系统方案的可行性与有效性。结果表明,该样机的磁场场强和尺寸等主要指标达到了美国“机械天线”项目在射频穿透技术领域的要求,为旋转永磁式机械天线方案研究和样机设计提供了一种可行思路。

摘要：为满足导航与测控专业对实验教学的要求,该文结合三轴磁传感器的测量原理,采用软硬结合的方式设计了基于椭球拟合的三轴磁传感器快速标定实验。首先,分析磁传感器的测量机理,构建测量误差数学模型;然后,使用蓝牙通信接口采集三轴磁传感器的数据,并进行串口数据解码;最后,采用基于RANSAC改进的最小二乘椭球拟合方法求解磁传感器的标定参数。该实验能够在不借助外部参考信息的情况下快速、有效地提高三轴磁传感器的信息质量,结合传感器理论与工程应用,软硬紧密结合,能够提升相关专业学生的理论水平和综合实践能力。

摘要：针对多无人机对抗过程中搜索和攻击目标的行为,提出了基于优化自组织行为的无人机集群对抗算法。首先,设计无人机运动的行为规则与逻辑,通过对其进行加权求和及矢量标准化得到加速度,送入集群对抗系统中;然后,使用粒子群优化方法(PSO)对各个行为规则的权重及相应的特定百分比值进行优化;最后,通过与采用SAC规则进行运动控制的无人机集群进行对比对抗仿真,验证该算法的有效性。仿真结果表明,所设计的算法可提升无人机集群飞行的一致性,同时提高无人机的生存概率与打击效果。