摘要：通过发掘深度信息与子孔径图像邻域像素间的高度相关性,提出了一种基于邻域像素注意力机制的光场深度估计方法。首先根据光场图像的数据特性提出了一种邻域像素注意力机制,该注意力机制考虑了不同子孔径图像在同一邻域间的极几何关系,能够增强网络对遮挡像素的感知能力。其次基于注意力机制设计了一个光场子孔径图像序列特征提取模块,该模块通过三维卷积将相邻序列图像上的特征编码到特征图上,并通过注意力机制增强网络对光场图像极几何特征的学习能力。最后联合邻域像素注意力机制和特征提取模块设计了一个多分支的全卷积神经网络,该网络使用部分光场子孔径图像序列即可估计图像的深度特征。实验结果表明,所提方法在均方误差(MSE)和平均坏像素率(BP)指标上总体表现优于其他先进方法,同时得益于高效注意力机制的加入,与其他先进方法相比所提方法运行速度最快。

摘要：直流微网以其效率高、控制简单、电能质量优等特点受到日益广泛的关注。为保障直流微网安全运行,提出了一种新型磁耦合双向Z源断路器(BZSCB)及其基于模型的优化设计方法。该新型BZSCB具有源荷共地、便于配置故障保护阈值等特点。文中详细阐述了新型BZSCB的工作原理,并提出了一种考虑晶闸管反向恢复需求的全故障暂态精确建模方法,可为断路器元件选型及优化设计提供有效指导。此外,在新型BZSCB中集成了辅助关断支路以实现全域保护及负荷投切功能,并分析了线路寄生电感对断路器性能的影响。最后,通过仿真与270 V/1.5 kW实验样机验证了所提拓扑的有效性及建模方法的准确性。

摘要：针对永磁同步电机滑模控制中系统的全局渐进稳定性,设计了基于非线性滑模面的非奇异终端滑模速度环控制器,保证了系统有限时间的收敛,同时避免了系统的奇异问题,减小了系统的抖振,提高了系统的稳态精度。为了提高系统的抗干扰能力和控制精度,设计了扰动观测器,并将观测扰动值反馈到速度控制器中。针对位置传感器安全性、可靠性等问题,设计了滑模位置观测器,实现了位置信号的实时快速精确跟踪。仿真结果表明,提出的控制策略能够有效地提高系统的控制精度与响应速度,增强了系统的抗干扰能力。

摘要：无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队是一个复杂的非线性系统,四旋翼无人机虽然具有诸多优点,但是其动力学模型却是非线性、耦合、欠驱动的,并且物理约束、模型的不确定性以及外界干扰等因素会显著降低基于模型控制器的控制性能。因此,针对四旋翼的编队问题,提出了一种基于误差模型的多约束模型预测控制(model predictive control,MPC)策略。利用拉格朗日-欧拉公式建立无人机的三维空间(three-dimensional,3D)模型,并将四旋翼模型分为旋转子系统(rotational subsystem,RS)和平移子系统(translational subsystem,TS),分别针对2个子系统设计对应的多约束模型预测控制器,增广模型中嵌入了积分器,因此能够消除外部干扰引起的跟踪误差。相较于通常情况下的MPC(regular MPC,RMPC),文中所采用的经过修改的MPC(modified MPC,MMPC),通过对成本函数进行合理修改,不仅能够保证控制器在求解过程中子系统的渐近稳定性,也同时保证了闭环系统的稳定性。在此基础上,对以上算法进行了稳定性分析。仿真结果表明,MMPC不仅具有编队良好的路径跟踪能力,还能够保证在多约束和干扰存在的情况下,取得良好的控制性能。

摘要：针对带耦合电感的交错并联式双向DC-DC变换器,基于PWM+移相双自由度调制技术,在传统的降阶平均模型的基础上,提出了一种改进型降阶平均建模方法。新模型考虑了耦合电感的功率损耗、磁芯损耗,以及电路拓扑中电感、电容和开关管等元件的寄生参数,比传统模型更精确,能够反映变换器在宽频域范围内的动态性能。在此基础上,根据电压源负载和电阻负载的不同,分别设计了双闭环和三闭环控制器。将新旧2种模型进行理论分析和优势对比,通过一个1.5 kW的原理样机对所设计的控制器进行了实验验证。

摘要：随着空中加油技术的发展,自主空中加油(autonomous aerial refueling,AAR)成为未来战场上的重要技术,是具有前瞻性和挑战性的前沿课题。受油机和锥套之间的位置关系对于AAR十分重要,故此提出一种基于神经网络的锥套图像识别方法。针对硬件要求,使用以C语言为基础的YOLO网络作为初始网络,使其符合机载操作系统VxWorks的要求,可直接在嵌入式系统上运行。针对锥套的物理特点,设计了多维度的anchor box,优化了网络结构以适应锥套的多尺寸情况。针对识别结果漂移的问题,参考金字塔结构使用了多种大小的特征图,优化了网络的损失函数。测试结果表明,经过优化设计的卷积神经网络模型在锥套图像数据集上能够更准确、更快速地识别所需目标。

摘要：高超声速飞行器(hypersonic flight vehicle,HFV)大加速度运动、旋转导弹的高速转动和战斗机的大机动飞行等对捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)提出了更高的要求,只有在减小IMU(inertial measurement unit)测量误差的同时改进捷联惯导算法,才能在高动态大机动条件下实现高精度定位。传统的捷联惯导算法,在忽略Bortz方程高阶项后,通过构建圆锥误差补偿项完成高精度姿态解算。在大机动条件下补偿后的残差已不再是可以忽略的小量,激励出的算法误差已严重影响导航解算精度。为了提升大机动条件下的捷联惯导算法精度,用Legendre多项式作基完成角速度函数逼近,以四元数微分方程数值求解为核心,设计一种高精度SINS姿态解算。由于在推导过程中没有近似,在精确数值计算中实现了高阶圆锥误差补偿。在圆锥运动和大机动环境下进行姿态解算仿真,与目前精度最高的四次叉乘圆锥误差算法相比,新算法在圆锥运动下的误差不到其算法误差的1/3,在大机动条件下算法精度可以提升一个量级。基于Legendre多项式的高精度捷联惯导算法对未来高超音速飞行器精确定位、原子陀螺惯导系统研究以及捷联惯导算法设计都有一定的参考意义。

摘要：在卫星导航系统的矢量跟踪结构中,由于鉴别器的非线性,异常的电离层、对流层延迟或多路径等其他干扰造成的信号故障通过鉴别器输出会产生失真,使得在强噪声环境下较大偏差的故障难以被检出,导致矢量跟踪结构的导航定位结果不准确。针对该问题,提出了一种强噪声环境下的矢量跟踪信号故障检测算法。该算法对鉴别器输出失真的原因及影响进行了分析;为降低其影响设计了一种专用于信号故障检测的码鉴别器,它对跟踪通道中的码相位偏差具有更大的正相关响应范围,因而可以使故障检测算法对强噪声环境下的大偏差突变故障和缓变故障具有检测能力;采用三阶球面-径向容积准则对测试统计量及其方差进行估计。不同噪声环境下的突变和缓变故障检测仿真实验表明,提出的算法能保持对0.5码片以上偏差突变故障的可靠检测。同时对强噪声环境比如25~30 dBHz环境下的缓变故障也具有一定的检测能力。

摘要：针对内置式永磁同步电机齿槽转矩和转矩脉动大引起的振动噪声问题,提出一种转子开辅助槽的内置式Halbach永磁同步电机结构。首先,计算电机电磁转矩、气隙磁密、齿槽转矩的解析函数,并建立电机仿真模型。其次,利用参数敏感度和中心复合设计响应面相结合的分析方法对电机结构参数进行分层优化,两层分别采用最大最小蚁群算法和参数扫描法寻优。最后,将优化后的结构与相同永磁体体积的普通V型、倒三角型和倒三角开槽型3种电机的电磁性能进行对比。结果表明:所提出的内置式Halbach开槽型永磁同步电机在不损失电磁转矩的基础上,大幅度降低了齿槽转矩,抑制了转矩脉动,改善了气隙磁密和反电势波形的正弦度,有效提升了电机的电磁性能。

摘要：针对高超声速飞行器的三维航迹控制问题,采用线性变参数(LPV)输出反馈控制和极点配置理论,基于高度-水平航迹控制概念,在马赫数包线内设计高超声速飞行器一体化式LPV控制律.该控制律不区分常规飞行控制律的内外控制回路,根据速度、高度、侧滑角和偏航角指令对飞行器纵向和横航向运动进行综合控制,在L_(2)诱导范数意义下实现飞行器三维航迹的鲁棒最优控制.在地心地固参考系内建立高超声速飞行器的数学模型,考虑地球自转、地球扁率、地球引力二阶简谐效应对飞行器运动特性的影响.通过数值仿真检验LPV控制律的控制性能,仿真结果表明:高超声速飞行器闭环系统具有D-稳定性,能够在典型机动中保持良好的航迹控制性能,并且在扰动和测量噪声下具有良好的鲁棒性.