面向在轨服务遥操作技术的研究与展望 被引量：11

1

作者 孙富春 吴凤鸽 刘华平 《空间控制技术与应用》 2008年第1期33-37,共5页

回顾了面向在轨服务遥操作技术的发展现状。针对现代航天器对在轨服务的技术需求,分别从系统结构与体系结构、控制模式、控制技术等方面论述了面向在轨服务遥操作技术需要研究的主要关键技术问题。最后,对遥操作技术的未来发展进行了展望。

关键词 空间飞行器 在轨服务 遥操作

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线性调节器鲁棒设计法 被引量：2

2

作者 孙富春 顾文锦 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期41-49,共9页

本文将文献最优控制系统设计加权阵的选择方法推广到鲁棒控制系统设计,进而得到鲁棒控制系统设计的一种新方法。本方法适用于输出反馈系统的最优和鲁棒设计,从而使文献最优全状态反馈系统设计方法成为其一个特例。一个具体实例显示出本... 本文将文献最优控制系统设计加权阵的选择方法推广到鲁棒控制系统设计,进而得到鲁棒控制系统设计的一种新方法。本方法适用于输出反馈系统的最优和鲁棒设计,从而使文献最优全状态反馈系统设计方法成为其一个特例。一个具体实例显示出本方法设计结果具有较文献设计结果较优的性能。 展开更多

关键词 线性调节器 鲁棒性 最优设计

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基于经验学习的空间机器人精细抓捕方法 被引量：1

3

作者 孙富春 刘春芳 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2015年第5期1-5,12,共6页

机器人在空间环境下完成对复杂形状物体的精细操作,要求其具有较强的自主操作规划能力.从学习人类经验出发,模仿人类经验生成来建立经验数据库,提出有效的物体分类方法,在物体类别基础上,识别同类物体的可抓取区域,并提出"单拇指&q... 机器人在空间环境下完成对复杂形状物体的精细操作,要求其具有较强的自主操作规划能力.从学习人类经验出发,模仿人类经验生成来建立经验数据库,提出有效的物体分类方法,在物体类别基础上,识别同类物体的可抓取区域,并提出"单拇指"姿态规划方法,将对物体的操作经验泛化到同类物体的操作规划中.试验证明了算法的有效性. 展开更多

关键词 精细操作 空间机器人 人类经验 抓取规划 物体分类

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欠驱动水面船舶的非线性滑模轨迹跟踪控制 被引量：18

4

作者 孟威 郭晨 +1 位作者 孙富春 刘杨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期585-589,共5页

针对模型参数存在不确定性和风、浪、流时变干扰的三自由度欠驱动水面船舶动态轨迹跟踪控制问题,根据滑模控制对系统的不确定性和外界干扰具有鲁棒性的特点,提出了一种新型的非线性滑模控制律设计方法.在设计时根据欠驱动水面船舶的固... 针对模型参数存在不确定性和风、浪、流时变干扰的三自由度欠驱动水面船舶动态轨迹跟踪控制问题,根据滑模控制对系统的不确定性和外界干扰具有鲁棒性的特点,提出了一种新型的非线性滑模控制律设计方法.在设计时根据欠驱动水面船舶的固有特性,船舶在横向上没有驱动,如果要同时控制船舶水平面位置和艏摇角3个自由度的运动,就需要分别引入关于纵向跟踪误差的一阶滑动平面和关于横向跟踪误差的二阶滑动平面来间接设计控制律.仿真结果表明,所设计的控制器能够使船舶跟踪虚拟船产生的参考轨迹,对参数不确定和外界扰动具有强的鲁棒性. 展开更多

关键词 欠驱动水面船舶 参数不确定性 非线性积分 滑模控制 轨迹跟踪

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基于PETRI网模型的LEO/MEO/GEO三层卫星网络的性能分析 被引量：8

5

作者 洪志国 吴凤鸽 +2 位作者 范植华 李磊 孙富春 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期354-357,共4页

基于Petri网模型方法和仿真方法 ,对一种低轨 /中轨 /同步地球轨 (LEO/MEO/GEO)三层卫星网络进行了性能分析 .首先建立了卫星网络的广义随机Petri网 (GSPN)模型 ,采用SPNP6 .0软件进行了网络性能分析 .然后 ,将分析结果与采用OPNET软件... 基于Petri网模型方法和仿真方法 ,对一种低轨 /中轨 /同步地球轨 (LEO/MEO/GEO)三层卫星网络进行了性能分析 .首先建立了卫星网络的广义随机Petri网 (GSPN)模型 ,采用SPNP6 .0软件进行了网络性能分析 .然后 ,将分析结果与采用OPNET软件对该三层卫星网络模拟的结果进行了比较 ,验证了模型的正确性 ,并得出了诸如在高网络负载的情况下三层网络结构的性能优于单层等新的结论 . 展开更多

关键词 卫星通信 LEO/MEO/GEO卫星网络 GSPN模型 性能分析 OPNET

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基于Kinect的人机协作 被引量：10

6

作者 黄诚 刘华平 +3 位作者 左小五 朱记全 胡才红 孙富春 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期386-393,共8页

基于近期微软公司推出的一款Kinect的体感摄像机,实现人体目标的检测和跟踪,利用kinect的人体骨架检测技术能精确判断目标物的位置以及试验者的意图,避免交接时出现危险,提出基于工作空间的RRT算法来实现路径规划。通过反复试验验证本... 基于近期微软公司推出的一款Kinect的体感摄像机,实现人体目标的检测和跟踪,利用kinect的人体骨架检测技术能精确判断目标物的位置以及试验者的意图,避免交接时出现危险,提出基于工作空间的RRT算法来实现路径规划。通过反复试验验证本系统可以安全地进行人机交接,为后面的研究打下基础。 展开更多

关键词 人机协作 KINECT 骨骼检测 RRT算法

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基于局部结构张量的无参考型图像质量评价方法 被引量：25

7

作者 邵宇 孙富春 刘莹 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期1779-1785,共7页

该文提出一种基于局部结构张量奇异值分解的无参考型图像质量评价方法,由于图像局部结构张量能反映图像几何结构,因此利用张量特征值之间的关系来度量图像噪声与模糊水平,将两个度量结合得到图像质量的综合评价。通过分析仿真图像和实... 该文提出一种基于局部结构张量奇异值分解的无参考型图像质量评价方法,由于图像局部结构张量能反映图像几何结构,因此利用张量特征值之间的关系来度量图像噪声与模糊水平,将两个度量结合得到图像质量的综合评价。通过分析仿真图像和实际图像的质量评价结果,该方法能同时度量因噪声和模糊造成失真后的图像质量。与图像质量评价数据库的主观评价结果比较表明,该文方法与主观评价结果相关性强,能很好地反映图像质量的视觉感知效果,并且易于实现。 展开更多

关键词 图像质量评价 奇异值分解 局部结构张量 无参考型

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生物激励神经网络路径规划仿真研究与改进 被引量：12

8

作者 范莉丽 王奇志 孙富春 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期84-88,共5页

生物激励神经网络移动机器人路径规划方法是一种新颖的方法,可用于在动态不确定环境下生成实时的避障轨迹.本文的仿真结果表明当该方法被应用于点对点路径规划时,生成路径可能不满足路径长度要尽可能短的约束条件;当该方法被应用于全覆... 生物激励神经网络移动机器人路径规划方法是一种新颖的方法,可用于在动态不确定环境下生成实时的避障轨迹.本文的仿真结果表明当该方法被应用于点对点路径规划时,生成路径可能不满足路径长度要尽可能短的约束条件;当该方法被应用于全覆盖路径规划时,生成路径可能不满足覆盖过程应有规律和重复覆盖应尽可能少的约束条件.本文对上述出现的不合理现象进行了理论分析并分别提出了在点对点路径规划中引进目标制导和在全覆盖路径规划中引进规则制导的改进方法.仿真结果表明改进方法是有效的. 展开更多

关键词 移动机器人 路径规划 生物激励神经网络 点对点路径规划 全覆盖路径规划

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基于离散粒子群算法的多飞行器在轨服务任务分配 被引量：9

9

作者 张琪新 孙富春 +1 位作者 许斌 刘华平 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期68-76,共9页

为解决多约束条件下飞行器在轨服务任务分配问题,以在轨卫星群为研究对象,提出了一种基于离散粒子群算法的多服务飞行器的目标分配方法,综合分析目标飞行器价值、服务飞行器消耗以及能量时间消耗等3项关键指标因素,建立了在轨服务任务... 为解决多约束条件下飞行器在轨服务任务分配问题,以在轨卫星群为研究对象,提出了一种基于离散粒子群算法的多服务飞行器的目标分配方法,综合分析目标飞行器价值、服务飞行器消耗以及能量时间消耗等3项关键指标因素,建立了在轨服务任务分配问题的数学模型。通过构建粒子与实际问题间的对应关系,设计了新的离散粒子群位置和速度更新公式求解任务分配问题。仿真结果表明:离散粒子群算法具有收敛速度快,寻优能力强等优点,能够有效地解决多约束条件下的服务飞行器协同任务分配问题。 展开更多

关键词 离散粒子群算法 任务分配 在轨服务 飞行器

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自由飞行空间机器人基座位姿调整的模糊PD控制 被引量：6

10

作者 李永明 孙富春 +1 位作者 刘华平 王裕基 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1508-1515,共8页

由于自由飞行空间机器人处于微重力的环境,因此其在目标获取的过程中必然会出现因机械臂运动和环境影响而导致基座的复杂运动。本文设计了自由飞行空间机器人位姿调整的模糊PD算法,根据接收到的实时位置信息,空间机器人可以自主地调整... 由于自由飞行空间机器人处于微重力的环境,因此其在目标获取的过程中必然会出现因机械臂运动和环境影响而导致基座的复杂运动。本文设计了自由飞行空间机器人位姿调整的模糊PD算法,根据接收到的实时位置信息,空间机器人可以自主地调整基座的姿态和位置来校正位姿误差,保证目标的稳定捕获。利用开发的实验平台与传统的on/off式控制器进行了实验对比,验证了此方法在稳定性、控制精度和燃料消耗上都有较好的表现。 展开更多

关键词 自由飞行空间机器人 模糊PD控制 位姿调整

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基于动态神经模糊算法的船舶航向自适应控制 被引量：3

11

作者 汪洋 郭晨 +1 位作者 孙富春 沈智鹏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1159-1164,共6页

针对船舶航向控制中模型参数变化引起的不确定性问题,提出一种基于动态神经模糊模型(DNFM)的自适应控制算法.DNFM在学习中同时调整结构和参数,充分逼近Norrbin非线性船舶NARX模型的逆动力学.训练好的DNFM与PD控制器并联构造自适应控制... 针对船舶航向控制中模型参数变化引起的不确定性问题,提出一种基于动态神经模糊模型(DNFM)的自适应控制算法.DNFM在学习中同时调整结构和参数,充分逼近Norrbin非线性船舶NARX模型的逆动力学.训练好的DNFM与PD控制器并联构造自适应控制器用于航向控制,且以PD控制器的输出作为自适应律的自变量,进一步在线调整DNFM的权值.以5446 TEU集装箱船的航向控制仿真结果验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 动态神经模糊模型 自适应控制 航向跟踪 模糊规则

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基于自适应模糊理论的某型无人机起飞控制方法 被引量：5

12

作者 李莉 孙富春 胡叶楠 《电光与控制》 北大核心 2007年第5期117-120,123,共5页

基于合理简化的无人机纵向模型,设计了一种自适应模糊控制器,该控制器将Taka-gi-Sugeno模糊系统与等效控制器相结合,以增强系统的鲁棒性。只要求预先知道系统的相对阶以及未知函数的上下界即可,不需要精确的数学模型。Lyapunov合成方法... 基于合理简化的无人机纵向模型,设计了一种自适应模糊控制器,该控制器将Taka-gi-Sugeno模糊系统与等效控制器相结合,以增强系统的鲁棒性。只要求预先知道系统的相对阶以及未知函数的上下界即可,不需要精确的数学模型。Lyapunov合成方法证明了跟踪误差能趋近于零且其余的控制信号均有界。最后,结合优先级按比例分配的控制分配器,给出了存在扰动情况下飞行控制系统的仿真结果,表明即使在模型部分未知的情况下,该系统仍然能够达到飞行控制的指标性能和品质要求,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 自适应模糊控制 飞行控制 非线性系统 无人机

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基于误差四元数的捷联惯导全姿态导航与控制 被引量：3

13

作者 王亚锋 刘华平 +1 位作者 孙富春 张友安 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第4期390-393,共4页

在舵偏控制回路中使用欧拉角姿态信息,是现有飞行器捷联惯导系统普遍采用的方法。为避免垂直状态时欧拉角姿态表示法的算法奇异问题,引入了四元数姿态表示法,但是最终形成偏差输入到舵机的仍旧是欧拉角姿态信息。对此问题,文中分析讨论... 在舵偏控制回路中使用欧拉角姿态信息,是现有飞行器捷联惯导系统普遍采用的方法。为避免垂直状态时欧拉角姿态表示法的算法奇异问题,引入了四元数姿态表示法,但是最终形成偏差输入到舵机的仍旧是欧拉角姿态信息。对此问题,文中分析讨论了捷联惯导系统中,以欧拉角信号控制飞行器舵偏输出(推力矢量输出)的传统方法的两点不足之处:垂直状态时欧拉角姿态算法的物理奇异问题;控制路径过长问题。提出由误差四元数直接控制舵偏输出(推力矢量输出)的新的捷联导航方法。此方法控制路径最短,且克服了物理奇异问题,不局限于飞行器所处的姿态,因此,将其称之为全姿态导航方法。仿真结果表明了此方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 误差四元数 全姿态 奇异 捷联惯导

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高超声速飞行器的模糊预测控制 被引量：3

14

作者 王士星 孙富春 许斌 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期22-27,共6页

为了简化已有的高超声速飞行器纵向通道反步法控制,提出了一种基于预测模型的模糊控制器.针对高度子系统,通过对原模型进行转换得到四步预测模型.控制器设计仅需一个模糊系统对不确定部分进行估计补偿,可避免虚拟控制量的不断求取.稳定... 为了简化已有的高超声速飞行器纵向通道反步法控制,提出了一种基于预测模型的模糊控制器.针对高度子系统,通过对原模型进行转换得到四步预测模型.控制器设计仅需一个模糊系统对不确定部分进行估计补偿,可避免虚拟控制量的不断求取.稳定性分析证明了系统跟踪误差是一致终值有界的.与反步法相比,该策略大大简化控制器的设计复杂度.仿真验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 模糊系统 预测模型 离散控制

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模糊奇异摄动建模及在飞机着陆控制的应用 被引量：3

15

作者 胡叶楠 孙富春 +1 位作者 刘华平 李莉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期255-257,260,共4页

文中研究了基于模糊奇异摄动理论的飞机建模方法,分别建立了基于机理分析和基于特征值分解的飞机模糊奇异摄动模型。所建立的模型与传统的非线性飞机模型相比,在提高非配平点建模精度的同时,避免了针对传统模型设计控制器时遇到的矩阵... 文中研究了基于模糊奇异摄动理论的飞机建模方法,分别建立了基于机理分析和基于特征值分解的飞机模糊奇异摄动模型。所建立的模型与传统的非线性飞机模型相比,在提高非配平点建模精度的同时,避免了针对传统模型设计控制器时遇到的矩阵奇异等病态计算问题。在仿真验证中,针对所建立的飞机模糊奇异摄动模型设计了着陆轨迹跟踪控制系统,仿真结果表明这种控制系统能够满足飞行控制的精度要求,具有良好的动态和静态特性。 展开更多

关键词 模糊逻辑 奇异摄动系统 飞机建模

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基于径向基函数神经网络的矿井智能火灾探测方法 被引量：3

16

作者 程彩霞 孙富春 周心权 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第2期65-68,共4页

为了提高矿井火灾探测器对环境的适应力和抗干扰能力,采用逼近能力、分类能力和学习速度等方面优于BP网络的径向基函数神经网络,在MATLAB环境下构建火灾探测仿真模型,以温度、烟雾浓度、CO气体浓度作为输入,进行多信息数据融合,达到矿... 为了提高矿井火灾探测器对环境的适应力和抗干扰能力,采用逼近能力、分类能力和学习速度等方面优于BP网络的径向基函数神经网络,在MATLAB环境下构建火灾探测仿真模型,以温度、烟雾浓度、CO气体浓度作为输入,进行多信息数据融合,达到矿井火灾探测目的。仿真结果表明,该方法对明火、阴燃火和无火概率的识别误差均小于5%,可大幅降低火灾报警的漏报和误报率。模糊系统和神经网络相结合的手段,能有效监测矿井火灾的产生,对于智能火灾报警系统研究具有参考价值。 展开更多

关键词 径向基函数 神经网络 MATLAB 智能火灾探测

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基于模糊系统的力反馈遥操作 被引量：2

17

作者 王裕基 袁明艺 +1 位作者 孙富春 刘华平 《载人航天》 CSCD 2012年第5期65-70,77,共7页

为了改善遥操作系统的力反馈性能,根据从端夹持器与目标物体或障碍物的距离及从端操作臂的运动速度,设计了模糊力反馈控制器。并通过遥操作地面演示验证实验系统,对提出的控制方法进行了实验验证。实验结果表明,这种控制策略在从端操作... 为了改善遥操作系统的力反馈性能,根据从端夹持器与目标物体或障碍物的距离及从端操作臂的运动速度,设计了模糊力反馈控制器。并通过遥操作地面演示验证实验系统,对提出的控制方法进行了实验验证。实验结果表明,这种控制策略在从端操作臂的末端夹持器靠近目标物体并完成抓取的过程中,为操作者提供了合适的反馈力,使空间遥操作更加安全、可靠。 展开更多

关键词 遥操作 力反馈 模糊系统

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一种应用四元数的快速传递对准方法 被引量：1

18

作者 王亚锋 孙富春 张友安 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2006年第4期1-6,共6页

传递对准是舰载武器惯导系统初始对准的一种有效办法,为满足舰载武器要反应快的要求,必须在短时间内对初始不对准角进行估计并加以补偿。文中建立了采用四元数的传递对准的线性模型,在此基础上进行卡尔曼滤波,解决了舰载垂直发射导弹的... 传递对准是舰载武器惯导系统初始对准的一种有效办法,为满足舰载武器要反应快的要求,必须在短时间内对初始不对准角进行估计并加以补偿。文中建立了采用四元数的传递对准的线性模型,在此基础上进行卡尔曼滤波,解决了舰载垂直发射导弹的初始对准问题,同时又克服了一般四元数对准模型非线性滤波计算量大,对准时间长的缺点,使导弹能在短时间内完成对准,提高其反应速度,增加其命中率。仿真结果表明,该文提出的快速对准方法具有对准速度快、精度高的优点。 展开更多

关键词 传递对准 垂直发射 四元数 卡尔曼滤波 线性模型

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自适应模糊奇异摄动控制在航天器中的应用 被引量：2

19

作者 李莉 孙富春 《电光与控制》 北大核心 2009年第10期62-65,共4页

带挠性附件航天器可以用含小摄动参数的多时标非线性系统进行描述,而目前的控制方法大多针对多时标线性系统,要求模型精确已知。为解决存在不确定性的带挠性附件航天器的跟踪问题,提出一种基于模糊奇异摄动模型的自适应控制器,采用鲁棒... 带挠性附件航天器可以用含小摄动参数的多时标非线性系统进行描述,而目前的控制方法大多针对多时标线性系统,要求模型精确已知。为解决存在不确定性的带挠性附件航天器的跟踪问题,提出一种基于模糊奇异摄动模型的自适应控制器,采用鲁棒控制和自适应控制理论相结合的方法进行设计,由反馈项、自适应项和鲁棒控制项组成,反馈项的增益采用线性矩阵不等式(LMI)方法求解,自适应项用于减小系统的跟踪误差,鲁棒项用于保证系统的闭环稳定性。稳定性证明采用Lyapunov合成方法完成。该控制器适用于模型带有不确定性的多时标非线性系统的跟踪控制。由于采用了自适应方法消除系统不确定性,能够减少鲁棒控制方法带来的保守性。在带挠性附件航天器的跟踪控制中的应用验证了其有效性。 展开更多

关键词 自适应模糊控制器 模糊奇异摄动模型 多时标非线性系统 带挠性附件航天器

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基于模糊奇异摄动模型的直接型自适应控制器的设计 被引量：1

20

作者 李莉 孙富春 裴卫东 《电光与控制》 北大核心 2011年第11期62-66,共5页

一大类非线性奇异摄动系统可以由模糊奇异摄动模型进行近似逼近,由于柔性模态的影响,对该类系统的控制比较困难。特别在被控对象数学模型未知时,很难获得模糊奇异摄动模型的规则后件参数。为解决此种情况下的模型跟踪控制问题,提出一种... 一大类非线性奇异摄动系统可以由模糊奇异摄动模型进行近似逼近,由于柔性模态的影响,对该类系统的控制比较困难。特别在被控对象数学模型未知时,很难获得模糊奇异摄动模型的规则后件参数。为解决此种情况下的模型跟踪控制问题,提出一种新型的基于模糊奇异摄动模型的直接型自适应控制器,该控制器的状态反馈增益能够在线自适应调整,不需要已知被控对象的数学模型,就能使得闭环系统的状态跟踪参考模型状态。闭环系统的稳态及动态性能可以通过选择稳定参考模型的参数矩阵和参考输入向量进行设计。应用李亚普诺夫合成方法证明闭环系统稳定性。最后,仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 自适应控制 T-S模糊逻辑系统 非线性奇异摄动系统 李亚普诺夫合成方法

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