摘要：坦克炮控系统是一类不确定、非线性的复杂系统。针对其在低速运行时产生"爬行"、振荡等的问题,依据扩张状态观测器(ESO)滤波和Popov超稳定理论,提出了一种基于ESO滤波的模型参考自适应控制方法。研究了坦克炮控系统的数学模型,给出了基本假设,设计了ESO滤波器和模型参考自适应控制器,并证明了其稳定性,最后通过仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明,该方法有效地消除了系统的未建模动态及外界扰动的影响,增强了系统的快速性,解决了系统的低速"爬行"问题,改善了系统的稳态性能,为炮控系统实际设计提供了一个可行的解决方案。

摘要：针对坦克炮控系统中存在齿圈间隙、摩擦力矩和参数漂移等多种非线性因素造成系统驱动延时、换向振荡和低速"爬行"等问题,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的炮控系统串联滑模控制器。首先,利用系统内部可测信息,将炮控系统分解为n个串联的一阶子系统;然后,引入ESO估计各子系统的不确定性。在此基础上,基于backstepping递推思想,分别针对各子系统设计滑模控制器,并逐步向后递推,构成炮控系统串联滑模控制器。试验表明,该方法能够很好地抑制各种非线性因素的影响,有效地改善系统控制性能。由于各子系统均为一阶系统,ESO和滑模控制器的设计大为简化,易于工程实现。此外,该方法还有效地抑制了传统滑模控制的抖振问题。

摘要：随着坦克机动速度的提高和路面复杂程度的增加,火炮所受扰动力矩的幅值和频率急剧增大,严重影响了炮控系统的稳定精度和射击命中率。为此,建立火炮系统动力学模型,分析扰动力矩的作用机理、影响因素及其测试方法。在此基础上提出基于希尔伯特-黄变换(HHT)的火炮扰动力矩时频谱分析方法,系统分析主振频带、约束频带和特征幅值等扰动力矩典型频谱特征及其对炮控系统设计的影响。研制了扰动力矩谱测试系统并应用于工程实践,为高速机动条件下火炮扰动谱测试分析和炮控系统设计研制提供理论依据与技术支撑。

摘要：为提高多轮独立电驱动车辆转向稳定性,提出一种以直接横摆力矩控制为核心的集成控制方法,分别设计直接横摆力矩上层目标跟踪控制器和下层转矩协调控制器,并对下层控制器进行多层次优化设计。采用转矩预分配、最优滑转率控制分配和补偿分配相结合的多层次分配结构,实现系统层面和单个驱动轮转矩的优化分配控制,最大限度减小横摆力矩执行误差。基于某型8轮独立电驱动试验样车,进行低附着路面和良好路面双移线行驶试验。试验结果表明:设计的集成控制器有效提高了车辆转向的稳定性,能实现对期望转向轨迹的良好跟踪。

摘要：针对轮式全方位移动平台在工程应用中存在振动大及路面适应性差等问题,基于Mecanum轮及传统履带的结构,提出全方位移动履带的结构,并分析全方位移动履带的运动机理;基于全方位移动履带,设计履带式全方位移动平台的布局结构,建立履带式全方位移动平台的逆运动学方程,并根据其判断平台满足全方位运动的必要条件;指出履带式全方位移动平台存在转向滑移问题,分析最大转向滑移率与平台结构参数之间的关系,并提出相应的平台设计准则;基于履带式全方位移动平台的虚拟样机,完成样机横向、斜向及中心转向的运动仿真,通过仿真结果验证履带式全方位移动平台可以实现全方位运动,同时验证平台逆运动学方程的正确性从而为平台的运动控制研究确立理论基础。

摘要：本文从频域分析方法入手,基于线性自抗扰控制器的闭环传递函数和频带特性曲线,系统地分析了扩张状态观测器的跟踪估计能力和自抗扰控制器的稳定性、对外部扰动的抑制能力、对控制输入增益不确定性和模型参数不确定性的鲁棒性及其噪声传递特性,探讨了系统动态特性与控制参数的关系;在此基础上提出了控制参数的工程配置方法,最后将其应用于某高精度武器控制系统,验证该方法的有效性.此外,本文还分析了自抗扰控制器工程应用中的超调现象、控制量深度饱和以及前置滤波器设计等问题,为工程设计提供理论依据和实践参考.

摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有噪声低、红外特征弱,可靠性高等特点,在军用车辆和野外电源等领域有一定的应用价值。燃料电池系统的反应特性与其内部结构、反应环境等多种因素有关,而受传感器的限制,电堆内部质子交换膜的温、湿度等因素无法直接测量,系统每一次的反应特性也不尽相同,系统模型难以确立,传统的精确控制对系统湿度调节效果不佳。本文以3 kW风冷式PEMFC为研究对象,设计了一个简化控制系统,对PEMFC系统湿度进行动态控制,使电堆湿度在阈值范围内周期性变化,摆脱了控制方式对系统模型的依赖性,解决了燃料电池内部湿度均匀性问题,并通过实验验证了该控制方法的可行性及效果。

摘要：动力电池组、燃料电池等通常采用多路串联式供电结构,单体电压参数为反映电池性能的重要指标。设计了一种母线式电压采集系统,该系统利用光控继电器把电池单体加载到测量母线,通过移位寄存器74HC164逻辑控制实现电池单体电压巡检,经过一套信号调理、隔离电路处理,使整体测量一致性提高,相比于采用译码器的逻辑电路,从元件数量和控制程序上都得到优化。集成PIC18F2580最小系统及CAN总线接口,实现模块化及可扩展性。实验结果表明:该采集系统性能稳定,满足测量精度要求,并成功应用于3 kW和10 kW燃料电池系统。

摘要：针对坦克装甲目标的图像检测任务,提出一种基于分层多尺度卷积特征提取的目标检测方法。采用迁移学习的设计思路,在VGG-16网络的基础上针对目标检测任务对网络的结构和参数进行修改和微调,结合建议区域提取网络和目标检测子网络来实现对目标的精确检测。对于建议区域提取网络,在多个不同分辨率的卷积特征图上分层提取多种尺度的建议区域,增强对弱小目标的检测能力;对于目标检测子网络,选用分辨率更高的卷积特征图来提取目标,并额外增加了一个上采样层来提升特征图的分辨率。通过结合多尺度训练、困难负样本挖掘等多种设计和训练方法,所提出的方法在构建的坦克装甲目标数据集上取得了优异的检测效果,目标检测的精度和速度均优于目前主流的检测方法。

摘要：针对系统状态估计与参数辨识问题的互逆性,建立不依赖于系统模型的扩张状态观测器(ESO),用以实时获取系统的状态变量,在此基础上设计基于协方差阵修正最小二乘法(CVMLS)的辨识器,实现了坦克炮控系统状态变量与参数的联合估计。分析了ESO和CVMLS的估计误差,采用条件限制动态补偿方法,进一步提高了系统的辨识精度。通过仿真分析验证了算法的性能,为进一步开展炮控系统相关理论研究与工程实践奠定基础。