航天器编队系统相对位置自适应分布式控制

针对具有参数不确定性以及外部扰动的航天器编队飞行队形跟踪控制问题,基于反步控制策略提出了一种能够实现控制有界的自适应编队控制方法。首先建立航天器相对运动的非线性动力学方程,在不考虑外部干扰情况下,利用饱和函数设计了输入有界的自适应协同控制器;之后进一步考虑存在外部干扰的情况,通过估计扰动上界设计了鲁棒自适应协同控制器,并且采用Lyapunov稳定性分析方法证明了控制系统的稳定性。数值仿真结果表明,提出的控制方法能够满足控制受限并实现航天器队形的协同控制,同时在大约100 s误差收敛到0附近,队形跟踪和队形保持的稳态误差分别小于0.002 m和0.005 m。     

基于自适应滑模的重复使用运载器容错控制

针对重复使用运载器(RLV)等类飞行器存在外界干扰和执行机构故障等情况,提出一种基于姿态跟踪容错控制方法。在正常的运行模式下,姿态跟踪控制采用连续四元数反馈控制器。当系统中出现故障时,飞行器姿态将偏离参考轨迹,此时触发控制系统中滑动模态反应,使系统具有鲁棒性。通过选取适当李雅普诺夫函数,证明了所提出的控制律在存在故障的情况下是渐近稳定的。针对由于传感器干扰滑模面非零而导致的增益渐增,以及控制器性能下降问题,设计了一种具有自适应参数的自适应滑模控制律,使增益能够收敛到合理上界。最后,选取重复使用运载器再入段为对象进行仿真验证。仿真结果表明,采用有自适应滑模参数的控制系统,四元数跟踪误差能够达到10~(-4)量级。     

一种自适应H_∞滤波的运动学约束惯性导航方法

纯捷联惯性导航系统的精度主要受限于传感器精度,为了在固有的传感器精度上进一步提高纯捷联惯性系统导航精度,提出了一种基于自适应H_∞滤波的运动学约束辅助惯性导航算法。利用运动约束条件,将载体系中的侧向和上向速度作为量测量,将纯捷联惯性导航系统输出的姿态误差、速度误差及传感器误差作为状态量,采用一种能够自动调节滤波器参数的自适应H_∞滤波方法以提高系统性能。实验结果表明,所提出的自适应H_∞滤波运动学约束算法与无约束纯惯导算法相比能够提高23.7%～81%的定位精度,与无自适应H_∞滤波运动学约束算法相比能够提高16.3%～62.2%的定位精度。     

基于模糊逻辑控制的舰船组合导航自适应卡尔曼滤波器

双天线GPS提供的载体姿态信息与惯性导航系统信息进行融合可提高组合导航系统的性能。由于在实际应用中,GPS接收机可能会受到某种干扰无法提供舰船航向信息,从而降低传统卡尔曼滤波器的性能。因而提出了一种新的基于模糊逻辑控制的自适应卡尔曼滤波器。改进后的卡尔曼滤波器使用两个模糊逻辑控制器来调整两个系统的组合模式,并且根据卡尔曼滤波器的内部状态、GPS工作状态和舰船运动状态来计算卡尔曼增益。通过使用INS和GPS的实测数据验证,这种基于模糊逻辑控制的自适应卡尔曼滤波器能有效的提高INS/GPS组合导航系统的性能。     

An adaptive genetic algorithm for solving bilevel linear programming problem

Bilevel linear programming,which consists of the objective functions of the upper level and lower level,is a useful tool for modeling decentralized decision problems. Various methods are proposed for solving this problem.Of all the algorithms,the ge- netic algorithm is an alternative to conventional approaches to find the solution of the bilevel linear programming.In this paper,we describe an adaptive genetic algorithm for solving the bilevel linear programming problem to overcome the difficulty of determining the probabilities of crossover and mutation.In addition,some techniques are adopted not only to deal with the difficulty that most of the chromosomes may be infeasible in solving constrained optimization problem with genetic algorithm but also to improve the efficiency of the algorithm.The performance of this proposed algorithm is illustrated by the examples from references.     

高架路匝道附近的交叉口交通流分析

考虑高架路匝道附近的交叉口交通流问题．所采用的模型是经修正的一维管流交通流模型,在运动方程中引入了弛豫项．基于该模型,对上海市内环线的武宁路匝道附近的交通流进行了案例分析,着重对主干道上的右转车辆干扰效应进行了数值模拟,所得结果与实测数据相当符合．分析表明,右转车辆对主干道的“挤压”效应是引起某些交叉口交通拥塞的重要原因,而设置在繁华路口的高架路匝道加剧了这种拥塞状况。     

基于Voronoi cells的二维不规则自适应网格的生成及其应用

基于Voronoi cells的数据结构和算法，给出了一种二维不规则自适应网格的生成方法，用VisualC＋＋语言在微机上开发了Windows环境下网格自动生成的可视化软件。既可以得到Voronoi cells网格，也可得到相应的Delaunay triangles网格，网格生成的实例表明，本文方法所得到的网格非常适合于多尺度系统的流动问题的计算，具有较好的应用前景。     

在地震作用下结构的模糊随机振动

地震干扰不仅具有明显的随机性,而且由于地震烈度和场地土分类本身定义不明确而带来强烈的模糊性,本文在上述模糊性和随机性的基础上,建立了地震地面运动含模糊参数的平稳过程简化模型,研究了在其作用下单自由度滞后体系的模糊随机振动的分析与计算方法,由于问题的复杂性和某些数学上的困难,文中作了一些必要的简化,以作为模糊随机振动理论的初步探讨。     

基于复合叉树的自适应笛卡尔网格应用研究

采用复合叉树自适应笛卡尔网格和有限体积法求解三维Euler方程,在网格生成过程中,以模型几何外形、模型表面曲率为基础,构建了基于复合叉树的网格生成和加密方法。在流场计算过程中,又针对流场变化特征,建立了基于复合叉树的网格各向异性拆分模式,同时采用以中心差分为基础的Jameson有限体积法。通过对M6机翼在跨音速情况下的数值仿真,表明计算结果与风洞实验结果符合良好,同时也表明本算法具有高分辨率、节省机时,提高计算效率等特点。     

柱状交界面Richtmyer-Meshkov不稳定性的数值研究

采用基于有限体积法的二阶Godunov格式模拟了柱形密度交界面在同轴激波加速下的演化过程。得到了以下初步结果:在参数相同的情形下,内聚激波比中心爆炸波对界面的扰动更危险;内聚激波从轻质流体进入重质流体与从重质流体进入轻质流体相比,界面有更快的增长。周向波数大小对界面增长率有很大的影响,在计算的参数下,n=8～12有最大增长率,大于和小于这个范围的周向波长,增长率均明显减弱。