一种6-DOF小行星着陆轨迹序列凸优化方法

1

作者 初彦峰 穆荣军 +1 位作者 梁浩 崔乃刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期341-351,共11页

针对6自由度的小行星动力着陆多约束轨迹优化问题,提出了一种基于序列凸优化的小行星着陆轨迹优化算法。首先采用多面体引力场模型计算小行星的引力场,其可用于描述任意形状的小行星引力场,且比质点群法和球谐函数展开法等方法计算精度... 针对6自由度的小行星动力着陆多约束轨迹优化问题,提出了一种基于序列凸优化的小行星着陆轨迹优化算法。首先采用多面体引力场模型计算小行星的引力场,其可用于描述任意形状的小行星引力场,且比质点群法和球谐函数展开法等方法计算精度更高。为了在凸约束下解决小行星着陆过程燃料消耗最优问题,通过对探测器动力学模型及其约束进行线性化和离散化,将原来的非凸连续时间优化问题转化为凸化的子问题,即二阶锥规划问题(SOCP);然后引入了虚拟控制项和信赖域,以增强算法的鲁棒性。通过在形状不规则小行星上的着陆模拟,验证了所提出算法的有效性,仿真结果满足各项约束条件,可实现高精度着陆和燃料消耗最优的目标。 展开更多

关键词 小行星着陆 多面体引力场模型 6自由度 序列凸优化

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3-DOF转动柔索驱动风洞机构的力雅可比矩阵 被引量：8

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作者 姚裕 吴洪涛 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-78,共4页

简要概述了柔索牵引并联机器人在国内外的研究和发展现状,提出一种新颖的基于5根柔索牵引并联机器人的三自由度转动角度机构及测力一体化风洞试验装置。应用并联机构基本理论研究了机构的运动学逆解。依据空间解析几何理论,直接推导出... 简要概述了柔索牵引并联机器人在国内外的研究和发展现状,提出一种新颖的基于5根柔索牵引并联机器人的三自由度转动角度机构及测力一体化风洞试验装置。应用并联机构基本理论研究了机构的运动学逆解。依据空间解析几何理论,直接推导出在各柔索安装单分量力传感器时模型的感、测力变换雅可比矩阵。最后给出了数值算例,验证了该装置应用于风洞测力试验的有效性,为该测力装置应用于风洞试验奠定了基础。 展开更多

关键词 3-dof转动 柔索驱动并联机构 风洞 运动学逆解 力雅可比矩阵

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基于2-DOF PID控制器的PWM DC/DC变换器的仿真

3

作者 刘谊露 蔡小勇 亓迎川 《空军雷达学院学报》 2005年第3期34-36,共3页

在PWM DC/DC变换器中,为了提高系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性,通常采用PID调节器.由于这种方式为单自由度控制,所以它的目标值跟踪特性最佳和干扰抑制特性最佳不可兼得.提出了2-DOF PID控制的PWM DC/DC变换器控制模型,并进行了仿... 在PWM DC/DC变换器中,为了提高系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性,通常采用PID调节器.由于这种方式为单自由度控制,所以它的目标值跟踪特性最佳和干扰抑制特性最佳不可兼得.提出了2-DOF PID控制的PWM DC/DC变换器控制模型,并进行了仿真.结果表明了方案的正确性. 展开更多

关键词 PWMDC/DC变换器 自由度 PID调节器

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DMANet:针对空间非合作目标位姿估计的密集多尺度注意力网络

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作者 张钊 胡瑀晖 +3 位作者 周栋 吴立刚 姚蔚然 李鹏 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2024年第1期122-134,共13页

利用单目相机对空间非合作目标进行准确的姿态估计对于空间碎片清除、自主交会和其他在轨服务至关重要。然而,单目姿态估计方法缺乏深度信息,导致尺度不确定性问题,大大降低了其精度和实时性。本文首先提出了一种多尺度注意块(Multi-sca... 利用单目相机对空间非合作目标进行准确的姿态估计对于空间碎片清除、自主交会和其他在轨服务至关重要。然而,单目姿态估计方法缺乏深度信息,导致尺度不确定性问题,大大降低了其精度和实时性。本文首先提出了一种多尺度注意块(Multi-scale attention block, MAB),从输入图像中提取复杂的高维语义特征。其次,基于MAB模块,提出了空间非合作目标6自由度位姿估计的密集多尺度注意网络(Dense multi-scale attention network, DMANet),该网络由平面位置估计、深度位置估计和姿态估计3个分支组成,通过引入基于欧拉角的软分类方法,将位姿回归问题表述为经典分类问题。此外,设计了空间非合作目标模型,并利用Coppeliasim构建了姿态估计数据集。最后,与其他最先进的方法相比,在SPEED+、URSO数据集和本文数据集上全面评估了所提出的方法。实验结果表明,该方法具有较好的姿态估计精度。 展开更多

关键词 六自由度位姿估计 空间非合作目标 多尺度注意力机制 深度学习 神经网络

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机载雷达高速空中微弱动目标检测新方法 被引量：16

5

作者 吴仁彪 贾琼琼 李海 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1459-1464,共6页

该文分析了机载雷达高速微弱空中动目标检测问题,指出直接对总回波数据进行Keystone变换校正存在多普勒模糊的动目标的距离走动时,会导致杂波脊展宽、杂波自由度增加从而降低STAP性能。为了解决这一问题,该文提出了一种新方法,该方法首... 该文分析了机载雷达高速微弱空中动目标检测问题,指出直接对总回波数据进行Keystone变换校正存在多普勒模糊的动目标的距离走动时,会导致杂波脊展宽、杂波自由度增加从而降低STAP性能。为了解决这一问题,该文提出了一种新方法,该方法首先进行杂波抑制,然后利用Keystone变换校正目标距离走动,最后对目标距离走动校正后的数据进行常规空时2维波束形成实现目标积累,从而避免目标与杂波模糊数不同时,直接对回波数据进行Keystone变换校正动目标距离走动的同时影响杂波分布特性进而降低STAP性能的问题。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 机载雷达 动目标检测 杂波自由度 KEYSTONE变换 空时自适应处理

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八连杆抗冲击隔离器设计与性能分析 被引量：12

6

作者 高鹏 闫明 +1 位作者 温肇东 张磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期231-237,共7页

为提高惯性导航设备的抗冲击能力,设计了一种八杆并联的抗冲击隔离器,能够大幅度降低来源于任意方向的冲击载荷。该结构具有隔冲杆组利用率高、隔冲效果好的特点。分析其横、纵向隔冲原理,得出该结构横、纵向刚度一致,其杆组与冲击方向... 为提高惯性导航设备的抗冲击能力,设计了一种八杆并联的抗冲击隔离器,能够大幅度降低来源于任意方向的冲击载荷。该结构具有隔冲杆组利用率高、隔冲效果好的特点。分析其横、纵向隔冲原理,得出该结构横、纵向刚度一致,其杆组与冲击方向的夹角范围更小,载荷分配更均匀;首先,通过螺旋理论计算整体结构的空间自由度,证得八连杆抗冲击隔离器结构合理;在此基础上,利用ADAMS仿真软件对比了六、八连杆结构的水平向抗冲击性能,得出八连杆抗冲击隔离器的隔离效果更显著;接下来,讨论了冲击载荷及阻尼参数对隔离器的影响,并计算了被隔离设备在垂向、横向冲击载荷下的加速度响应;最后对隔离器进行垂向及横向冲击试验,对比并分析响应结果,得出该隔离器的垂、横、纵向隔离效果满足抗冲击要求。 展开更多

关键词 隔离器 螺旋理论 自由度 隔离率

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三次非线性包装系统关键部件冲击响应影响因素分析 被引量：12

7

作者 黄秀玲 王军 +2 位作者 卢立新 王志伟 李明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期179-181,共3页

研究考虑易损件的三次非线性包装系统在半正弦脉冲激励下的冲击特性。建立二自由度非线性产品包装系统模型,得到冲击动力学方程并数值求解。讨论了频率比、质量比、缓冲垫阻尼、连接部阻尼、脉冲激励幅值和系统参数对系统冲击响应的影... 研究考虑易损件的三次非线性包装系统在半正弦脉冲激励下的冲击特性。建立二自由度非线性产品包装系统模型,得到冲击动力学方程并数值求解。讨论了频率比、质量比、缓冲垫阻尼、连接部阻尼、脉冲激励幅值和系统参数对系统冲击响应的影响规律,结果表明,各参数对系统冲击响应加速度峰值、最大变形量影响显著,研究结论为产品包装设计提供科学依据。 展开更多

关键词 易损件 非线性 二自由度 半正弦

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机载相干MIMO雷达杂波自由度估计研究 被引量：6

8

作者 张西川 张永顺 +1 位作者 谢文冲 王永良 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期2125-2131,共7页

针对任意发射波形合成结构影响下的机载相干MIMO雷达杂波自由度的估计问题。论文提出了一种机载相干MIMO雷达杂波自由度估计的构造法,该方法利用发射波形合成结构直接构造等效矩阵代替杂波协方差矩阵进行求秩。通过递推分解等效矩阵,提... 针对任意发射波形合成结构影响下的机载相干MIMO雷达杂波自由度的估计问题。论文提出了一种机载相干MIMO雷达杂波自由度估计的构造法,该方法利用发射波形合成结构直接构造等效矩阵代替杂波协方差矩阵进行求秩。通过递推分解等效矩阵,提出并证明了一种杂波自由度快速估计准则,建立了机载相干MIMO雷达发射波形合成结构、阵列稀布构型与杂波自由度之间的定量关系。研究表明:该方法和准则能够准确预测任意发射波形合成结构下的机载MIMO雷达的杂波特征谱结构。该理论既保证了降秩STAP算法性能的最优又具有较小的计算量,并为最优发射波形合成方案和MIMO STAP算法的设计提供了依据。 展开更多

关键词 MIMO雷达 杂波协方差矩阵 发射波形合成结构 杂波自由度

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前视阵高速雷达空时处理方法研究 被引量：5

9

作者 许京伟 廖桂生 +1 位作者 朱圣棋 柳艾飞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期509-515,共7页

多普勒严重模糊,训练样本有限是高速平台雷达面临的重要问题,协方差矩阵估计误差以及目标约束误差将使处理器性能严重下降。针对上述问题,该文对前视阵杂波自由度进行了研究,分析表明杂波特征谱与孔径带宽积、时宽带宽积以及空时耦合特... 多普勒严重模糊,训练样本有限是高速平台雷达面临的重要问题,协方差矩阵估计误差以及目标约束误差将使处理器性能严重下降。针对上述问题,该文对前视阵杂波自由度进行了研究,分析表明杂波特征谱与孔径带宽积、时宽带宽积以及空时耦合特性有关。该文提出基于主瓣区域空时多波束的鲁棒空时处理方法,首先通过空时多波束降低杂波自由度,然后利用多普勒区间约束的方法,提高了处理器的性能和系统鲁棒性。仿真实验证明了该文方法的有效性,当样本中存在目标信号时,该文方法相比传统固定约束矢量的方法输出信杂噪比性能平均提高5 dB左右。 展开更多

关键词 前视阵雷达 多普勒模糊 杂波自由度 多波束空时自适应处理 区间约束

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一种基于空时内插的双基地机载雷达杂波抑制方法 被引量：11

10

作者 彭晓瑞 谢文冲 王永良 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1697-1702,共6页

杂波非均匀是双基地机载雷达杂波抑制面临的一大难题,直接制约着常规STAP方法的杂波抑制性能。该文提出了一种改进的联合空时内插方法(ImSTINT)。相对于传统的联合空时内插方法,ImSTINT方法映射变换后的子空间杂波自由度更小,因此能够... 杂波非均匀是双基地机载雷达杂波抑制面临的一大难题,直接制约着常规STAP方法的杂波抑制性能。该文提出了一种改进的联合空时内插方法(ImSTINT)。相对于传统的联合空时内插方法,ImSTINT方法映射变换后的子空间杂波自由度更小,因此能够彻底消除非均匀杂波对双基地机载雷达杂波抑制性能的影响。此外,该方法具有更快的收敛速度和更好的主杂波抑制性能。 展开更多

关键词 双基地雷达 杂波非均匀 联合空时内插 子空间杂波自由度

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多维波形再现控制系统设计与开发 被引量：7

11

作者 严侠 牛宝良 黎启胜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期162-164,共3页

通过研究多维波形再现控制算法,设计了多维波形再现控制器,并实现了在某一三轴六自由度振动台模型的六维波形再现控制仿真,同时所开发的波形再现控制器,已经成功地应用在某一低频水平地震模拟台和某高频地震模拟激振系统中,其波形再现... 通过研究多维波形再现控制算法,设计了多维波形再现控制器,并实现了在某一三轴六自由度振动台模型的六维波形再现控制仿真,同时所开发的波形再现控制器,已经成功地应用在某一低频水平地震模拟台和某高频地震模拟激振系统中,其波形再现结果令人满意。 展开更多

关键词 波形再现 振动控制 环境模拟 六自由度

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航天器编队的六自由度循环追踪协同控制 被引量：11

12

作者 罗建军 周亮 +1 位作者 蒋祺祺 张博 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期166-175,共10页

针对航天器编队的姿轨协同控制问题,提出一种使用循环追踪策略的六自由度(6-DOF)协同控制方法。首先,结合Lagrangian形式的姿态动力学和轨道动力学方程,建立航天器编队的六自由度相对运动模型;然后,以线性双积分系统的循环追踪算法为基... 针对航天器编队的姿轨协同控制问题,提出一种使用循环追踪策略的六自由度(6-DOF)协同控制方法。首先,结合Lagrangian形式的姿态动力学和轨道动力学方程,建立航天器编队的六自由度相对运动模型;然后,以线性双积分系统的循环追踪算法为基础,分别设计可跟踪动态目标的循环追踪算法和航天器匹配自然周期相对运动的循环追踪算法。综合上述两种算法,设计航天器编队六自由度协同控制的循环追踪算法。该算法可实现航天器编队空间圆构型初始化,跟踪动态的期望姿态和相对运动。仿真结果证明了所提出的航天器编队六自由度协同控制的循环追踪算法的有效性。 展开更多

关键词 航天器编队 循环追踪 六自由度 姿轨协同控制 Lagrangian方程

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雷达系统杂波自由度研究 被引量：3

13

作者 伍勇 汤俊 彭应宁 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期1032-1036,共5页

为了分析各种非均匀、非线性、非密集阵列雷达的杂波抑制性能,该文基于带限信号自由度理论提出了一种适用于多种阵列构型的杂波自由度估计方法。该方法能有效估计杂波大特征值的个数,并揭示了杂波自由度与系统参数、杂波场景的内在联系... 为了分析各种非均匀、非线性、非密集阵列雷达的杂波抑制性能,该文基于带限信号自由度理论提出了一种适用于多种阵列构型的杂波自由度估计方法。该方法能有效估计杂波大特征值的个数,并揭示了杂波自由度与系统参数、杂波场景的内在联系。研究表明,为了提高稀疏阵雷达的杂波抑制性能,需增加系统自由度来减少稀疏采样区。最后通过计算机仿真验证了该文提出的估计方法的有效性。 展开更多

关键词 雷达 目标检测 杂波自由度 杂波抑制 空时二维自适应处理

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一种多普勒后处理的STAP方法研究 被引量：3

14

作者 李彩彩 廖桂生 +1 位作者 朱圣棋 袁晓懿 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期240-244,255,共6页

针对现有多普勒后处理的空时自适应处理(STAP)方法在不加权时多普勒通道相互正交,甚至在加权时相关性也不高的问题,提出了一种新的多普勒后处理的STAP方法.通过缩小主、辅多普勒通道中心频率的间距来提高相关性,降低杂波的自由度,减轻... 针对现有多普勒后处理的空时自适应处理(STAP)方法在不加权时多普勒通道相互正交,甚至在加权时相关性也不高的问题,提出了一种新的多普勒后处理的STAP方法.通过缩小主、辅多普勒通道中心频率的间距来提高相关性,降低杂波的自由度,减轻空域自适应处理的负担,使其性能提高.对机载双通道雷达实测数据的处理验证了该方法对杂波具有良好的抑制能力,能使3DT方法的改善因子提高0.5 dB,且在阵元幅相误差高达10%时,仍具有较高的稳健性. 展开更多

关键词 空时自适应处理 多普勒 和/差波束 杂波自由度 改善因子

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多自由度刨煤机动力学模型的建立与仿真 被引量：19

15

作者 康晓敏 李贵轩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期139-144,共6页

在单自由度刨煤机动力学模型的基础上,根据刨煤机的实际运行工况,建立了刨煤机多自由度非线性动力学模型,其中考虑了随机的煤壁作用力、刨链预紧力、链轮多边形效应因素的影响。并采用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了在各因... 在单自由度刨煤机动力学模型的基础上,根据刨煤机的实际运行工况,建立了刨煤机多自由度非线性动力学模型,其中考虑了随机的煤壁作用力、刨链预紧力、链轮多边形效应因素的影响。并采用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了在各因素影响下刨头速度和刨链张力的变化状态。结果表明随机煤壁作用力和刨链预紧力对刨头速度和刨链张力变化的影响较大,链轮多边形效应影响较小,并且随机的煤壁作用力弱化了链轮多边形效应的影响。对多自由度和单自由度刨煤机动力学模型进行了比较分析,得出各种因素的影响规律是一致的,多自由度动力学模型更符合实际工况。为分析刨煤机动力学问题以及提高刨链可靠性提供理论基础。 展开更多

关键词 刨煤机 多自由度 动力学模型 刨削阻力 刨链预紧力 链轮多边形效应

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对接模拟并联六自由度平台的模糊免疫PID控制 被引量：8

16

作者 吴乐彬 王宣银 李强 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期387-391,共5页

以电液伺服并联六自由度平台为研究对象,讨论了对称阀控非对称缸数学模型各部分的作用.针对外负载扰动的不确定性,提出了将免疫算法引入增量式PID(比例、积分、微分)控制器,并推导了控制律.为增强系统的稳定性和鲁棒性,采用模糊策略逼... 以电液伺服并联六自由度平台为研究对象,讨论了对称阀控非对称缸数学模型各部分的作用.针对外负载扰动的不确定性,提出了将免疫算法引入增量式PID(比例、积分、微分)控制器,并推导了控制律.为增强系统的稳定性和鲁棒性,采用模糊策略逼近抗体抑制调节非线性函数,并设计了模糊免疫PID控制器,将该控制器应用到空间对接半物理仿真六自由度平台中,建立了分级实时控制系统,针对系统结构参数大变化和提高跟踪响应频率设计了两组实验.结果表明,所设计的模糊免疫控制器作用良好,平台在6个自由度的实时跟踪和协同控制性能均获得满意的结果. 展开更多

关键词 免疫PID 模糊控制 负载耦合 协同控制 六自由度平台

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基于系统分解的三自由度直升机控制仿真研究 被引量：3

17

作者 王修岩 赵昌丽 李宗帅 《中国民航大学学报》 CAS 2009年第6期9-12,共4页

三自由度直升机模型是多变量、非线性、强耦合的复杂控制对象,针对对象维数较高,控制器不易设计的问题,提出了一种基于系统分解的控制方法。首先建立了直升机的数学模型,并通过输入-状态线性化方法将模型线性化;其次将模型分解为两个子... 三自由度直升机模型是多变量、非线性、强耦合的复杂控制对象,针对对象维数较高,控制器不易设计的问题,提出了一种基于系统分解的控制方法。首先建立了直升机的数学模型,并通过输入-状态线性化方法将模型线性化;其次将模型分解为两个子系统;最后分别采用无静差跟踪方法与PD控制方法设计子系统控制器。该方法通过模型分解,可大大降低控制器设计难度。仿真结果表明直升机姿态轨迹跟踪效果良好。 展开更多

关键词 直升机 三自由度 系统分解

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基于随机矩阵理论和最小描述长度的机载前视阵雷达杂波自由度估计 被引量：3

18

作者 李海 刘新龙 +1 位作者 蒋婷 吴仁彪 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期3224-3229,共6页

有限训练样本时,总体协方差矩阵特征谱的严重扩展使得机载前视阵雷达杂波自由度估计困难。该文提出一种前视阵杂波自由度估计方法,该方法利用随机矩阵理论(Random Matrix Theory,RMT)中特征值统计分布特性建立参数化的概率模型,结合最... 有限训练样本时,总体协方差矩阵特征谱的严重扩展使得机载前视阵雷达杂波自由度估计困难。该文提出一种前视阵杂波自由度估计方法,该方法利用随机矩阵理论(Random Matrix Theory,RMT)中特征值统计分布特性建立参数化的概率模型,结合最小描述长度(Minimum Description Length,MDL)准则关于信源检测的思想估计杂波自由度。该方法能够在有限训练样下实现杂波自由度的有效估计,仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 前视阵雷达 杂波自由度 随机矩阵理论 最小描述长度 协方差矩阵

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相控阵AEW雷达杂波自由度分析 被引量：5

19

作者 廖桂生 保铮 张玉洪 《电子科学学刊》 CSCD 1993年第4期375-381,共7页

自适应抑制机载预警(AEW)雷达杂波的问题近年来受到了广泛关注。有效进行自适应处理的必要条件是系统可控自由度数大于杂波自由度数。本文详细研究了相控阵AEW雷达的杂波自由度问题,得到了一些新结果。这些结果有助于设计自适应系统。

关键词 机载预警雷达 杂波抑制 时-空二维自适应处理 自由度

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串级不稳定时滞过程的内模控制器设计 被引量：5

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作者 张井岗 秦娜娜 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期38-45,共8页

针对串级不稳定时滞过程研究了内模控制器的设计方法。该方法副回路采用传统内模控制,能及时快速消除内环干扰对系统整体控制性能的影响;主回路采用一种二自由度内模控制结构,将设定值跟随特性与干扰抑制特性解耦,控制器的参数整定不需... 针对串级不稳定时滞过程研究了内模控制器的设计方法。该方法副回路采用传统内模控制,能及时快速消除内环干扰对系统整体控制性能的影响;主回路采用一种二自由度内模控制结构,将设定值跟随特性与干扰抑制特性解耦,控制器的参数整定不需要在两种特性之间折中选择,克服了传统内模控制的不足。理论分析和仿真结果表明,该方法不仅能有效减少控制器的个数,而且可使系统同时获得良好的设定值跟随特性、干扰抑制特性和鲁棒性。 展开更多

关键词 二自由度控制 串级控制 内模控制 不稳定时滞过程

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