基于动态参数扩展控制障碍函数的无人机时变编队最优跟踪控制

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作者 吴俊岐 吴碧 +1 位作者 邓宏彬 周智千 《兵工学报》 北大核心 2025年第4期188-201,共14页

针对多约束条件下无人机时变编队控制中的能耗优化问题,提出一种基于动态参数扩展高阶控制障碍函数的优化控制方法。对现有的高阶控制障碍函数进行改进,综合考虑无人机与障碍物的运动状态建立扩展状态的动力学模型,将动态目标避障的安... 针对多约束条件下无人机时变编队控制中的能耗优化问题,提出一种基于动态参数扩展高阶控制障碍函数的优化控制方法。对现有的高阶控制障碍函数进行改进,综合考虑无人机与障碍物的运动状态建立扩展状态的动力学模型,将动态目标避障的安全性约束条件在扩展状态动力学模型上展开,得到用于建立动态目标避障的扩展高阶控制障碍函数;针对扩展高阶控制障碍函数约束的可解性与保守性问题,设计K类函数参数的自适应规则得到动态参数扩展高阶控制障碍函数,在提高含约束优化问题可解性的同时降低解的保守性。利用控制障碍函数与动态参数扩展高阶控制障碍函数建立多约束条件,基于一致性条件与哈密顿分析建立目标函数,将时变编队的能耗优化问题转化为多约束优化问题,并用二次规划进行求解得到最优控制输入。仿真结果表明,所提方法比固定参数扩展高阶控制障碍函数以及人工势场法具有更好的避障效果与更低的能耗。 展开更多

关键词 时变编队跟踪控制 最优控制 控制障碍函数 状态观测器

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基于人工势场和RRT算法的机器蛇水下三维避障算法 被引量：10

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作者 李东方 王超 +1 位作者 邓宏彬 李科伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期205-214,共10页

为提高多自由度多冗余度的机器蛇水下环境适应能力,使机器蛇在海洋中有效避开岩石、鱼群、珊瑚和其他悬浮物,实现机器蛇在水中复杂环境灵活运动并准确到达目标位置,提出了一种基于人工势场和快速扩展随机树搜索算法的机器蛇水下三维立... 为提高多自由度多冗余度的机器蛇水下环境适应能力,使机器蛇在海洋中有效避开岩石、鱼群、珊瑚和其他悬浮物,实现机器蛇在水中复杂环境灵活运动并准确到达目标位置,提出了一种基于人工势场和快速扩展随机树搜索算法的机器蛇水下三维立体智能避障算法,利用MATLAB建立三维随机障碍模型。在全局避障方面,通过快速扩展随机树搜索算法解决机器蛇路径被锁死的问题;在局部避障方面,利用人工势场方法避免了难以找到最短路径的不足。由此实现机器蛇以最快速度、最短路径的原则寻找躲避障碍到达目标点的路径。仿真结果表明,机器蛇能够有效避开复杂环境中或大或小、或疏或密的障碍,算法对实现机器蛇进行海洋探索有着重要的意义。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 机器蛇 人工势场 快速扩展随机树 避障

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糖尿病合并脓毒症临床亚表型的识别及个性化血糖管理 被引量：1

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作者 邓宏彬 林玉双 李维勤 《医学研究与战创伤救治》 北大核心 2024年第12期1259-1266,共8页

目的通过识别临床亚表型,为合并脓毒症的糖尿病患者提供更精确的血糖调控策略。方法从MIMIC-IV数据库中筛选出合并脓毒症的8748例糖尿病患者。采用共识K均值聚类方法衍生患者的表型,并利用Cox比例风险回归模型探讨高血糖天数比例(高血... 目的通过识别临床亚表型,为合并脓毒症的糖尿病患者提供更精确的血糖调控策略。方法从MIMIC-IV数据库中筛选出合并脓毒症的8748例糖尿病患者。采用共识K均值聚类方法衍生患者的表型,并利用Cox比例风险回归模型探讨高血糖天数比例(高血糖天数/ICU住院天数)和低血糖天数比例(低血糖天数/ICU住院天数)对不同亚表型患者28天病死率的影响。结果在衍生的四个亚表型中(A、B、C、D型),A型患者表现为肾功能受损和肌酐水平升高;B型为病情最轻且年龄最小的亚组;C型为最常见的亚组,患者年龄最大且Charlson合并症指数(CCI)评分较高;D型患者伴有最严重的多器官功能衰竭,并具有最高的病死率(28天死亡率为38.81%)。A、B型患者的预后分别在血糖水平控制低于200 mg/dL和180 mg/dL时显著改善,C型患者的最佳血糖控制范围为低于160 mg/dL,D型患者血糖控制范围宜维持在200 mg/dL以下(P<0.05),且血糖低于70 mg/dL会增加死亡风险。结论A、B、C、D型在合并脓毒症的糖尿病患者中表现出不同的特征模式,A型和B型患者血糖管理策略较为宽松,而C型和D型患者则需要更加严格的血糖控制,以适应其特定的临床特征和需求。 展开更多

关键词 糖尿病 脓毒症 共识聚类 生存分析

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一种基于分块灰度投影运动估计的视频稳像方法 被引量：8

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作者 吴浩 邓宏彬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期406-411,共6页

提出一种基于分块灰度投影运动估计的视频稳像方法,该方法首先对图像划分子区域,依据灰度梯度对子区域进行筛选,剔除容易导致错误运动估计的低对比度子区域,在减少运动估计运算量的同时提高了运动矢量估计的精度;然后对保留的子区域进... 提出一种基于分块灰度投影运动估计的视频稳像方法,该方法首先对图像划分子区域,依据灰度梯度对子区域进行筛选,剔除容易导致错误运动估计的低对比度子区域,在减少运动估计运算量的同时提高了运动矢量估计的精度;然后对保留的子区域进行灰度投影及相关运算获得局部运动矢量,根据图像帧间运动模型由局部运动计算出图像的全局运动矢量;最后根据运动补偿矢量对图像进行补偿,以获得稳定的图像序列。分块灰度投影运动估计算法有效解决了投影法存在的前景局部运动影响全局运动估计精度,以及无法估计旋转运动问题。实验结果表明,相比于传统灰度投影算法,该运动估计算法提高了运动估计的准确性和实时性。 展开更多

关键词 信息处理技术 视频稳像 运动估计 灰度投影算法

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蛇形仿生机器人的转弯运动控制方法 被引量：4

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作者 王超 邓宏彬 +2 位作者 彭演宾 李东方 赵娜 《指挥与控制学报》 2015年第4期485-492,共8页

蛇形仿生机器人是多关节、高冗余度的仿蛇机器人,其转弯运动的性能是评判此类机器人的重要技术指标.针对蛇形仿生机器人的转弯控制这一问题,提出了4点判断基于蛇形曲线的转弯控制方法优劣的准则,分析了常用的3种转弯控制方法:中心值控... 蛇形仿生机器人是多关节、高冗余度的仿蛇机器人,其转弯运动的性能是评判此类机器人的重要技术指标.针对蛇形仿生机器人的转弯控制这一问题,提出了4点判断基于蛇形曲线的转弯控制方法优劣的准则,分析了常用的3种转弯控制方法:中心值控制法、相位控制法和幅值控制法的优缺点,提出了切线控制法和组合控制法,解决了蛇形仿生机器人转弯过程中和转弯后充分保持蛇形曲线、转弯角度受幅值限制、不连续等问题,使得转弯更准确、转弯时间更短、效果更明显,对基于蛇形曲线的蛇形仿生机器人的转弯运动控制有重要意义. 展开更多

关键词 仿生机器人 蛇形机器人 转弯运动 控制方法

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WPF技术在无人机地面控制站中的应用 被引量：4

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作者 王鑫 王超 +1 位作者 彭演兵 邓宏彬 《无线电工程》 2015年第1期9-12,39,共5页

新一代Windows呈现基础(Windows Presentation Foundation,WPF)技术以其丰富的界面表现力和功能扩展能力而备受瞩目,并广泛应用于图形处理和界面设计上。针对某小型无人机,在地面控制站的设计中应用了WPF技术。分析了当前国内无人机地... 新一代Windows呈现基础(Windows Presentation Foundation,WPF)技术以其丰富的界面表现力和功能扩展能力而备受瞩目,并广泛应用于图形处理和界面设计上。针对某小型无人机,在地面控制站的设计中应用了WPF技术。分析了当前国内无人机地面站设计中的不足和WPF技术相对于传统技术的优势。针对国内无人机地面站发展的技术特点,详细探讨了WPF技术在无人机地面控制系统关键领域中的设计。在WPF的视频处理上,创新性地融入了Direct Show图像视频处理技术。通过飞行仿真系统测试以及野外试飞试验,验证了应用WPF技术所设计地面站系统满足无人机地面站的功能需求。 展开更多

关键词 无人机 WPF 地面站 视频流

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一种基于粒子滤波的双目视觉惯导SLAM技术

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作者 张振海 周伟 +4 位作者 何光 邓宏彬 朱炜 康晓 张振山 《遥测遥控》 2023年第2期18-26,共9页

针对智能无人系统的定位与地图构建问题,提出一种基于粒子滤波的双目视觉惯导SLAM(即时定位与地图构建)方法。算法基于传统粒子滤波思想设计实现,后端处理时仅对位姿状态量进行滤波,有效解决了传统算法的维度爆炸问题,减少计算量的同时... 针对智能无人系统的定位与地图构建问题,提出一种基于粒子滤波的双目视觉惯导SLAM(即时定位与地图构建)方法。算法基于传统粒子滤波思想设计实现,后端处理时仅对位姿状态量进行滤波,有效解决了传统算法的维度爆炸问题,减少计算量的同时保证一定的精确度,兼顾SLAM算法精确性和即时性的要求。实验结果表明,方法整体定位精度相对误差低于5%,在光照条件适宜的小型场景效果更佳,误差低于3%,能够达到分米级精度,证明了SLAM方法能够完成SLAM系统的要求,实现即时定位与地图构建功能,具有一定的准确性、稳定性和鲁棒性。粒子滤波能够应用于视觉惯导SLAM领域并达到较高的精度要求。 展开更多

关键词 粒子滤波 视觉惯导定位 双目立体视觉 即时定位与地图构建 后端优化

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未知环境下基于模糊控制多机器人编队算法 被引量：5

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作者 张国秀 邓宏彬 +1 位作者 赵娜 王超 《指挥与控制学报》 2016年第3期182-187,共6页

结合未知环境下多机器人编队的特点,提出一种基于模糊控制的编队控制算法.以轮式机器人作为研究对象,建立轮式机器人的运动学模型,结合轮式机器人的运动特点和机器人与障碍物之间的距离关系,确定模糊控制器的输入和输出.分析多机器人编... 结合未知环境下多机器人编队的特点,提出一种基于模糊控制的编队控制算法.以轮式机器人作为研究对象,建立轮式机器人的运动学模型,结合轮式机器人的运动特点和机器人与障碍物之间的距离关系,确定模糊控制器的输入和输出.分析多机器人编队过程中,机器人遇障情况,建立机器人编队避障行为的模糊规则.通过Netlogo软件进行了仿真,仿真结果证明了该算法可行、有效. 展开更多

关键词 多机器人 编队 避障 模糊控制

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基于参数估计的四旋翼无人机自适应鲁棒路径跟随控制器 被引量：11

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作者 修杨 邓宏彬 +1 位作者 危怡然 李东方 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1926-1938,共13页

为提高四旋翼无人机的路径跟随精度和飞行鲁棒性,提出一种基于参数估计的四旋翼无人机自适应鲁棒路径跟随控制器。该控制器能够自适应估计无人机模型中的陀螺效应因子和风阻系数,利用估计值补偿系统的控制输入,设计抗干扰项抵消外界环... 为提高四旋翼无人机的路径跟随精度和飞行鲁棒性,提出一种基于参数估计的四旋翼无人机自适应鲁棒路径跟随控制器。该控制器能够自适应估计无人机模型中的陀螺效应因子和风阻系数,利用估计值补偿系统的控制输入,设计抗干扰项抵消外界环境的负面影响,提高了四旋翼无人机的路径跟随性能和抗干扰能力。建立四旋翼无人机的非线性力学模型,将无人机的路径跟随目标划分为姿态角目标和运动位置目标。利用反步滑模方法和自适应控制方法设计无人机的控制输入方程和估计值更新律。根据Lyapunov方法验证无人机姿态系统和运动位置系统的渐进稳定性。仿真实验和样机实验结果验证了所提控制器的有效性与优越性。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 自适应鲁棒 路径跟随 反步滑模

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一种共轴双旋翼飞行器悬停控制联合仿真 被引量：10

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作者 陈汉 李科伟 +2 位作者 邓宏彬 危怡然 赵瑾 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期303-313,共11页

利用Adams/MATLAB联合仿真平台,对一种具有周向均匀分布3个舵机的操纵机构共轴双旋翼飞行器悬停控制问题进行了研究。考虑到目前对上旋翼和下旋翼之间气动干扰没有准确的数学模型,在动力学建模时利用叶素理论和Pitt-Peters动态入流模型... 利用Adams/MATLAB联合仿真平台,对一种具有周向均匀分布3个舵机的操纵机构共轴双旋翼飞行器悬停控制问题进行了研究。考虑到目前对上旋翼和下旋翼之间气动干扰没有准确的数学模型,在动力学建模时利用叶素理论和Pitt-Peters动态入流模型对飞行器的气动干扰和挥舞运动进行近似建模,其他未准确建模的部分用控制算法进行补偿。选用鲁棒性较强的滑动模态控制算法并与PID算法相结合对飞行器姿态进行控制,同时利用PID算法建立姿态和位置的关系,使其具备按照空间坐标点悬停的能力。将装配模型导入Adams中建立动力学模型,在Simulink搭建控制器并进行联合仿真。研究结果验证了所设计控制方法的有效性,飞行器悬停位置的最大动态误差小于±0. 2 m. 展开更多

关键词 共轴双旋翼飞行器 控制算法 悬停控制 联合仿真

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基于Recurdyn的蛇形机器人的蜿蜒运动仿真 被引量：3

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作者 庞博 邓宏彬 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第1期95-98,共4页

提出一种由九个关节组成的蛇形机器人,研究了该蛇形机器人的蜿蜒运动机理,在多体系统动力学仿真软件Recurdyn中建立了蛇形机器人的运动模型,并对蜿蜒运动时各关节角函数进行了设置。通过在Recurdyn软件的仿真环境中添加各种驱动,设定运... 提出一种由九个关节组成的蛇形机器人,研究了该蛇形机器人的蜿蜒运动机理,在多体系统动力学仿真软件Recurdyn中建立了蛇形机器人的运动模型,并对蜿蜒运动时各关节角函数进行了设置。通过在Recurdyn软件的仿真环境中添加各种驱动,设定运动函数,对关节角函数对蛇形机器人前进速度的影响进行了仿真验证。结果表明,提出的蛇形机器人能够完成预定的蜿蜒运动。 展开更多

关键词 蛇形机器人 蜿蜒运动 Recurdyn仿真

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类“标枪”导弹两栖登陆反装甲作战弹道仿真分析

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作者 傅调平 邓宏彬 王锋 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2014年第11期8-12,共5页

两栖登陆作战在战术上是最复杂、最危险的作战行动,登陆部队需要面对抗登陆方坚固的海岸防御背水抢滩作战,其危险性和困难可想而知。"工欲善其事,必先利其器",在兵器上的优势成为克服不利地理条件,形成火力优势的关键。类&qu... 两栖登陆作战在战术上是最复杂、最危险的作战行动,登陆部队需要面对抗登陆方坚固的海岸防御背水抢滩作战,其危险性和困难可想而知。"工欲善其事,必先利其器",在兵器上的优势成为克服不利地理条件,形成火力优势的关键。类"标枪"反装甲导弹装备是两栖登陆作战中单兵反装甲作战的主要武器,仿真技术是类"标枪"反装甲导弹武器系统优化设计和性能研究的必要手段。介绍了单项仿真与综合仿真相结合的仿真方法,给出了类"标枪"反装甲导弹的弹道模型,利用Matlab编程语言进行了仿真验证,对改善导弹的弹道性能具有明显的实用价值。 展开更多

关键词 类“标枪”反装甲导弹 两栖登陆作战 弹道仿真 MATLAB编程

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