摘要：针对无人直升机在飞行过程中面临的状态受限和执行器饱和等多约束问题,本研究结合时变障碍Lyapunov函数技术和辅助系统方法提出了一种抗饱和安全飞行控制策略。首先,对状态约束进行分析并建立了包含输入饱和的无人直升机非线性系统模型;其次,针对输入饱和问题,采用饱和误差构造辅助系统,并将辅助系统的输出变量反馈到控制器中以提高系统的抗饱和能力,同时针对状态约束问题,引入时变障碍Lyapunov函数对其进行处理,保证飞行状态在预设的安全约束范围内变化;最后,在反步控制技术的框架下,设计了同时存在时变状态约束和输入饱和的无人直升机跟踪飞行控制方案,并结合Lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统误差的有界稳定性。通过仿真验证并与传统PID控制方法相对比,验证了本文所提出控制算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提出的控制算法不仅能够确保无人直升机的飞行状态在合理且安全的范围内变化,而且提高了整个飞控系统的抗饱和能力。

摘要：为满足光电瞄准具昼夜合一、轻量化、稳定性优良的需求,本文设计了一款可见光和近红外双波段、共口径,且使用CMOS相机接收成像光束的共口径数码瞄准物镜。物镜光学系统设计波段为0.4μm~0.65μm和0.7μm~0.85μm,焦距为50 mm,F数1.4,系统总长90 mm,系统在-40℃~+50℃温度范围内无热差影响,各波段畸变均小于0.04%,可见光波段在100 lp/mm处MTF>0.55,近红外波段在100 lp/mm处MTF>0.3。通过优化系统敏感面引起的像差,合理分配光焦度,降低了系统加工公差灵敏度和系统装配难度及成本。设计结果表明:系统均采用球面镜,结构简单、体积小、成本低、公差良好,能够实现在全工作温度范围内成像质量良好,具有一定的工程应用前景。

摘要：为研究弹丸章动对引信无返回力矩钟表机构延迟解锁时间的影响,依据多刚体动力学理论,建立弹丸章动运动下无返回力矩钟表机构延迟解锁时间的数学模型。采用ADAMS虚拟样机技术并设置驱动、摩擦等参数对延迟解锁过程进行动力学仿真分析。结果表明:建立的无返回力矩钟表机构延迟解锁时间的数学模型准确性较高;弹丸最大章动角出现在炮口处,当炮口速度为358 m/s,最大章动角为0.153 rad;章动角与延迟解锁时间呈反比关系。该研究方法可为引信设计提供理论依据,对缩短生产周期、调试模型参数、降低研制成本具有重要意义。

摘要：针对无人机等低小慢目标在复杂环境中感知与识别的准确性问题,采用一种基于多元声阵列的创新AI算法框架。该框架通过构建多任务学习模型,结合EfficientNet和GRU网络,利用灰狼优化算法(GWO)调整权重,显著提升了无人机型号识别和负载分析的准确性;提出一种基于MUSIC算法和DBSCAN聚类的信源定位方法,能够准确判定无人机的数量和位置。运用该方法设计了一种3D-GAA(GRU Acceleration Attention)轨迹预测网络,融合位置、速度和加速度信息,有效提高了轨迹预测的准确性和鲁棒性。实验结果表明,与传统方法相比,提出的方法在无人机识别准确率上提高了30%,达到75%,轨迹预测的平均绝对百分比误差(MAPE)从248.05降至10.89,尤其在处理复杂动态和数据模式时表现出显著优势。

摘要：无人机在城市作战的复杂环境中,目标对象不仅种类繁多且密集分布,极易遭遇相互遮挡的情况;此外,由于无人机视角下的目标尺寸显著缩小,因此,检测过程中会出现漏检和误检的问题出现。针对以上问题提出了一种无人机目标检测算法PCAC-YOLO。为了增强遮挡目标边缘信息的表征能力,通过裁剪CBS层和添加基于相似度的激活模块(Similarity-Aware Activation Module,SimAM)注意力机制,设计了新的空间池化连接自注意力机制(Spatial Pooling Connect Self-Attention Mechanisms,SPCSM)模块。同时引入卷积特征提取模块Conv2Former,提高了模型对小目标特征的关注能力。实验结果表明,在AU-AIR数据集中,相较于原始的YOLOv7算法,Precision值增加至52.8%,提升了14.1%;mAP@0.5值增加至41.4%,提升了6.1%;mAP@0.5:0.95|small值为16.2%,提升了1.7%。该目标算法有效提升了在城市作战环境无人机视角下的目标检测准确率,证明了设计算法的有效性。

摘要：针对汽车向用户供电(V2H)时,由于负载不平衡引起的母线电压振荡、电流不平衡等问题,设计适用于工作在V2H模式下的车载三相四线双向充电器。采用分裂电容并结合中线桥臂作为负载不平衡时中线电流的回路,以抑制因负载不平衡引起的分裂电容两端电压振荡问题。首先分析不平衡负载下分裂电容两端电压振荡的根本原因,给出不同的不平衡负载下分裂电容容值的选择依据,并通过仿真验证了理论分析的正确性。在此基础上,结合中线桥臂与拓扑电路的等效模型,提出与其他三相完全解耦的中线控制方法,保证了不平衡负载下分裂电容端电压及三相输出电压的稳定。同时给出在V2H模式下系统启动过程中的隐患,提出通过调节PWM死区时间的方法实现了系统软启动,进一步提高系统的可靠性。最终采用双有源桥与三相四线逆变器级联完成了10kW的V2H样机,不平衡负载由切换纯电阻负载模拟完成,实验数据与仿真值匹配,验证了所提方案的有效性。

摘要：卡尔曼滤波器广泛用于解决线性高斯系统的状态估计问题.然而,在实际应用中过程噪声和系统模型参数先验信息未知,且量测受到异常值干扰,给准确估计系统状态带来极大困难.针对具有噪声信息和状态模型不确定的动态系统,提出一种广义交互式多模型自适应滤波算法.该算法设计多个模型并行的方式对系统不确定进行处理,对于每个模型,建立Skew-T分布非对称重尾噪声表示模型,为了解决过程噪声与系统协方差相互耦合难以求解的问题,利用逆威沙特分布对系统预测协方差矩阵进行描述,并通过变分贝叶斯推理递归计算系统状态的后验分布.仿真结果和实验验证表明,在噪声信息和状态模型不确定条件下,所提出算法具有较高的估计精度.

摘要：为了改善飞行弹丸立靶坐标测量系统的布置复杂、集成度低等缺点,提出了2种新型天幕靶的设计方法;根据立靶坐标的几何测量原理,采用单镜头双狭缝措施,设计了单镜头双狭缝交汇和单镜头双狭缝平行的天幕靶.利用两镜头构建了多光幕交汇测量弹丸坐标模型,采用高响应、低噪声阵列长条形光电探测器件,简化天幕靶结构设计,改善天幕靶探测性能.结合多光幕交汇测量系统数学模型,应用微分法分析了测量系统误差.靶场实弹试验结果表明,设计的2种新型天幕靶可以实现飞行弹丸坐标的测量,在高空大靶面条件下,坐标测量误差小于20 mm.

摘要：针对基于避碰、组队和聚集规则的无人机集群无法响应部分感知引起的多重刺激问题,本文提出一种基于注意力机制的无人机集群协同分群控制算法.为确保无人机对邻居信息的高效选择,文中考虑视线遮挡因素设计感知规则,然后引入注意力机制计算交互邻居中无人机对局部群体有序性的贡献;为解决多重刺激下无人机决策冲突的问题,文中设计一种基于注意力机制的状态转换模型,特别地设计亚激活状态计算刺激源的动态权重,以提高集群响应多重刺激的灵敏度;为实现无人机对目标持续准确的跟踪,基于无人机的运动状态确定运动策略,然后调整运动模型;通过仿真分析集群响应多重刺激时运动轨迹和运动方向的变化过程,并利用应激精度、子群序参量和分群耗时对分群运动过程进行分析.仿真结果表明:所提算法使无人机集群在5 s左右即可完成分群运动,实现对刺激快速准确的跟踪.

摘要：可见光多输入多输出(MIMO)通信中空时分组编码能够获得较高的分集增益,但是其有效性较差,空间调制编码能够提高系统的频谱利用率但其可靠性较差。因此结合空时分组编码和空间调制编码的优势设计出空时分组-空间调制(STBC-SM)级联编码应用到可见光MIMO通信系统中,根据朗伯光源衰减特性建立了可见光室内传输信道模型,并对系统有效性及可靠性进行了仿真验证。结果表明在确保原有效性和相同误码率前提下,STBC-SM级联编码的可靠性较SM提高了5～8 d B,在确保原可靠性的前提下,STBC-SM级联编码的有效性较STBC提高了。表明文中设计的级联编码可有效的解决通信系统中有效性与可靠性的矛盾问题,为研究室内可见光MIMO通信提供了很好的理论意义。