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  • 简介:针对自由漂浮状态下的空间机械臂系统,研究了基座姿态扰动最小的轨迹规划问题。首先通过正弦函数参数化机械臂各个关节,在机械臂关节角速度、角加速度以及基座姿态变化范围受限的约束条件下,定义了基座姿态扰动最小的目标函数,然后提出了基于混沌粒子群算法的轨迹优化策略,并给出了具体求解步骤。数值算例结果表明,在满足系统的约束条件下,机械臂关节变化平缓,不存在角速度突变的情况,并且比标准粒子群算法具有更快的收敛速度,在优化轨迹下进行运动仿真,结果表明终止时刻基座姿态扰动为1.3708°(三轴合成),而梯形规划的姿态扰动为8.5459°,优化后使得姿态的扰动减小84%,从而说明所提出的算法能够有效减小机械臂运动对基座姿态的扰动。

  • 标签: 空间机械臂 轨迹规划 混沌粒子群优化算法 优化
  • 简介:为更好地解决水资源短缺的问题,逐层深入构建了预测模型、量化模型和调度决策模型。首先,利用改进的灰色预测方法分别建立可用水资源储量预测模型和水资源需求预测模型,结合实际情况,得到水资源调度、去盐碱化技术等单位成本的量化方法;然后,利用新提出的WSD算法以及AHP方法,从经济、环境以及自然3方面进行综合分析,建立了适应各地区实际情况的可持续发展水战略;最后,基于提出的模型和算法进行仿真,得出了一套解决2025年中国各地区水资源短缺问题的可行的水资源调度方案。

  • 标签: 水资源危机 水策略 灰色预测模型 层次分析法
  • 简介:为克服极区经线收敛引起的惯导系统定位定向难题,同时为实现中低纬度地区和高纬度地区导航算法形式的统一,提出了以游移方位惯导编排为内核的极区间接格网导航算法.推导了游移坐标系和格网坐标系间的方向余弦矩阵,以此可间接获取格网航向和格网速度,同时用地心地固坐标替换经纬高定位参数,解决了极区的导航定位问题.仿真分析了两组特定飞行轨迹下的算法性能,并与直接格网惯导力学编排算法进行了比较,结果表明二者导航精度相当,可满足极区导航的需要.

  • 标签: 极区导航 间接格网导航 游移方位 方向余弦矩阵
  • 简介:特征检测算法是图像匹配及物体识别的基础,本文介绍了四种局部特征检测技术:Kaze、Sift、Surf、Orb以及通过一些评价指标比较了它们匹配性能。主要从匹配率,正确匹配率,检测特征关键点速度三个方面进行了比较,实验结果表明:Kaze具有较好的鲁棒性,对光照、模糊的不变性最好,Sift也有较好的鲁棒性,对旋转、尺度有很好的不变性。Sift和Kaze各有侧重点,Surf综合性能一般,但是比前两种速度快,Orb对尺度没有不变性,速度最快。

  • 标签: 局部特征 Kaze SIFT SURF ORB 匹配率
  • 简介:提出了将人工鱼群算法应用于求解资源受限项目调度问题中的构想,建立了求解资源受限项目调度问题的人工鱼群算法模型,设计了一种标准随机键编码方式,构建了人工鱼的觅食行为、聚群行为、追尾行为和随机行为四种基本算子,采用了正向逆向局部改进技术和精英保留策略,并给出了算法流程。应用PSPLIB标准问题库对该算法进行了大量的测试,并与其他算法进行了比较,验证了该算法的有效性。

  • 标签: 运筹学 项目调度 资源受限 人工鱼群算法
  • 简介:通过对长周期光纤光栅模式耦合机理和长周期光纤光栅透射谱特点的详细分析,给出了仿真薄膜长周期光纤光栅透射谱的解决方案。该方案从大量的波长抽样点中选择那些对耦合有贡献的抽样点来计算,并且对每一抽样点只计算最有效的模次的耦合,可以在保证模拟的正确性的前提下最大限度地减少长周期光纤光栅透射谱仿真的计算量。以振幅掩模法(芯层折射率分布近似为矩形分布)写制的薄膜长周期光纤光栅进行了数值研究,研究中考虑了材料色散对导模和包层模式折射率的影响。研究结果表明,该方案能极大提高仿真速度。

  • 标签: 长周期光纤光栅 谐振波长 带宽 透射谱
  • 简介:小型移动机器人在未知环境下运行,陀螺所受噪声干扰无法建立有效的数学模型,需要仅从观测信号中把噪声去除,并估计出原始信号,根据该特点提出一种微机电陀螺信号盲均衡迭代反卷积算法。该算法利用横向滤波器对陀螺信号进行反卷积运算,使用贝叶斯方法对信号进行估计,建立了误差函数并与LMS算法组合,实现了均衡器参数的自动调整,在小型移动机器人上进行了算法实验验证。实验结果表明,该算法可以有效分离角速度信号与噪声信号,其噪声信号幅值减小约10倍,移动机器人运行275.41s抵达终点的偏航角误差从13°下降到1.46°。

  • 标签: 移动机器人 MEMS陀螺 盲均衡 反卷积 滤波器
  • 简介:针对排污收费的最优定价问题,提出了基于灰色理论的价格控制问题,并给出了该问题的模型及相关的定理。在约束域为非空紧集的条件下,证明了漂移型价格控制问题的最优解一定可以在约束域的极点达到。针对漂移型价格控制问题,采用价格控制问题的搜索算法的求解技术,把灰参数看做一个新的决策变量,将该问题转化为多个含参数的非线性规划问题。最后,通过一算例验证了模型及求解方法的有效性。

  • 标签: 运筹学 二层规划 价格控制问题 搜索算法
  • 简介:在架空多导体传输线高空核爆电磁脉冲(HEMP)响应建模计算中,研究了不同参数的选取对响应计算结果的影响。首先利用链参数矩阵法对110kV线路进行建模,在模型中将线路端接设备等效为一系列互相连接的电容,计算了不同电磁波入射角Ψ、地面电导率σg和线长L下的线缆末端的响应电压和响应电流,分别归纳分析了3个参数与线缆响应幅值之间的关系。结果显示,随着入射角的增大,线缆末端的响应幅值均呈现出先变大后变小的趋势,当Ψ约为1°-5°时,达到极大值;线路长度较短时,线路末端的响应幅值随长度的增长而变大,当线长超过一定值后,线路响应则不再随线长的增长而变大。

  • 标签: 电磁脉冲 场-线耦合 多导体传输线
  • 简介:针对线性高斯系统的平滑问题,分析了RTS固定区间平滑与双滤波器固定区间平滑两种算法,提出了一种滤波存储数据更少的RTS平滑新算法.结合平面内的运动追踪问题,基于二维CWPA模型,仿真分析了卡尔曼滤波、RTS固定区间平滑以及双滤波器平滑算法的估计性能.仿真结果表明,两种固定区间平滑算法的估计效果等效,精度均优于卡尔曼滤波,对于实际问题中固定区间平滑算法的选用具有一定的参考价值.最后,结合双滤波器结构提出了一种基于双平滑器的舰载武器惯导传递对准精度评估方法,结果表明新方法相比于单一的平滑算法,可以获取更优的综合平滑性能,特别提升了水平姿态对准误差的平滑估计性能.

  • 标签: 最优平滑 卡尔曼滤波 RTS平滑器 双滤波器平滑器 CWPA模型 传递对准精度评估
  • 简介:针对强爆炸热辐射源的光谱特征,采用热辐射分谱段大气传输模型,解决了已有经验公式无法计算热辐射光谱特征的问题。计算结果表明,受不同能量光子大气传输特性的影响,热辐射光谱特征随距离发生变化:紫外部分较可见光和红外部分衰减更快,可见光和红外部分所占的比例随距离增加而逐渐增大。

  • 标签: 强爆炸 热辐射 大气传输 模拟计算
  • 简介:针对光电跟踪系统中实时提取运动目标脱靶量的应用需求,设计了一种基于灰度直方图的Mean—shift图像跟踪算法,对算法中目标模型与候选模型的建立进行了改进,抑制了背景像素对目标跟踪产生的影响。算法在系统上位机Vis—ualC++6.0平台上实现,当光电跟踪系统捕获到运动目标后,利用Mean—shift图像跟踪算法跟踪运动目标,并实时将运动目标脱靶量作为伺服控制系统的输入信号,驱动跟踪器跟踪目标。实验结果表明:设计的算法可以实时、准确、有效地跟踪运动目标,使稳定后的脱靶量换算得到的角偏差量控制在30”之内。

  • 标签: 光电跟踪系统 图像跟踪 运动目标 Mean—shift 背景加权 脱靶量
  • 简介:针对采用经典划分思想的聚类算法以一个点来代表类的局限,提出一种基于泛化中心的分类属性数据聚类算法。该算法通过定义包含多个点的泛化中心来代表类,能够体现出类的数据分布特征,并进一步提出泛化中心距离及类间距离度量的新方法,给出泛化中心的确定方法及基于泛化中心进行对象到类分配的聚类策略,一般只需一次划分迭代就能得到最终聚类结果。将泛化中心算法应用到四个基准数据集,并与著名的划分聚类算法K-modes及其两种改进算法进行比较,结果表明泛化中心算法聚类正确率更高,迭代次数更少,是有效可行的。

  • 标签: 聚类算法 泛化中心 分类属性 K-modes
  • 简介:惯导固有原因使得载体长时间航行累积大量误差.可通过重力梯度量测与惯导组合导航方法来修正导航误差.先对重力梯度仪与惯导组合导航原理进行阐述,提出重力梯度仪辅助INS(GAINS)的系统框架图,对导航用重力梯度图和重力梯度仪进行分析,设定组合量测方程.然后根据状态空间方程的特点,提出使用边缘Cubature粒子滤波(CPF)进行融合估值.通过理论方法证明其对方差的减小,同时给出算法流程.相同条件下与已有APO-PF算法仿真进行经纬度RMSE结果对比,表明该算法估值精度更高;并用CEP对导航误差研究,得到在性能较低的惯导条件下、在梯度仪1E2和10E2噪声下4h的CEP数值分别为0.044nmile和0.072nmile的结果.最后对状态方程简化,定性分析出其余状态量的估值效果.

  • 标签: 重力梯度仪辅助惯性导航系统 边缘滤波 状态分解 Cubature粒子滤波 圆误差概率
  • 简介:提出了一种适用于制导炮弹上低精度MEMSIMU/GPS组合系统的飞行中初始对准算法.通过引入辅助的载体惯性系和导航惯性系,将所求姿态四元数分解为三部分:第一部分描述载体系相对于载体惯性系的姿态,由MEMS陀螺仪输出积分求解;第二部分描述导航系相对于导航惯性系的姿态,利用GPS位置输出解析求解;第三部分描述两辅助惯性系的相对姿态,采用Re-quest算法完成解算.详细讨论了算法误差、有效性条件,并对Re-quest算法进行了优化和简化.蒙特卡洛仿真结果表明,在弹体加速度以指数规律变化条件下,对准算法可以在10s时间内达到水平误差小于0.2°(1σ)、航向误差小于0.4°(1σ)的精度,完全满足制导炮弹组合系统初始对准的精度要求.

  • 标签: 空中对准 MEMS IMU GPS Re-quest 误差分析
  • 简介:基于传输线变压器原理,设计了一种适用于超宽谱脉冲功率合成的结构。该结构采用二级合成方式,在功率合成的同时实现向高特性阻抗超宽带天线匹配馈电。用4路超宽谱脉冲源进行了功率合成实验,每路脉冲电压1.7kV,前沿200ps,4路同步最大延迟20ps,合成脉冲馈入特性阻抗为200Ω的超宽带天线进行辐射。测量结果表明,采用该功率合成结构的天线辐射场强比单路馈电提高1倍,在20kHz重复频率下工作稳定。实验验证了利用传输线变压器原理进行超宽谱电磁脉冲功率合成的可行性和高效性。

  • 标签: 功率合成 超宽谱 传输线变压器 天线
  • 简介:近似邻近点算法是求解单调变分不等式的一个有效方法,该算法通过解决一系列强单调子问题,产生近似邻近点序列来逼近变分不等式的解,而外梯度算法则通过每次迭代中增加一个投影来克服一般投影算法限制太强的缺点,但它们均未能改变迭代步骤中不规则闭凸区域上投影难计算的问题.于是,本文结合外梯度算法的迭代格式,构造包含原投影区域的半空间,将投影建立在半空间上,简化了投影的求解过程,并对新的邻近点序列作相应限制,使得改进的算法具有较好的收敛性.

  • 标签: 一般单调变分不等式 次梯度半空间 近似邻近点算法 外梯度算法
  • 简介:传统惯性/卫星紧组合导航系统采用载波相位平滑伪距可以有效提高伪距观测量精度,但平滑伪距后观测量噪声不符合白噪声特性而导致卡尔曼滤波器容易发散;同时由于周跳的存在会更加严重影响滤波器的稳定性。针对上述问题,分析了平滑伪距噪声特性并建立了噪声模型,在此基础上设计了鲁棒自适应滤波算法对观测噪声进行实时估计和补偿,结合抗差估计理论进行滤波以减小观测量噪声水平和模型不确定对滤波器带来的影响。理论分析和仿真结果表明,在复杂环境下,基于载波相位平滑伪距的鲁棒自适应紧组合导航系统定位精度提高了一倍以上。

  • 标签: 平滑伪距 鲁棒自适应滤波 载波相位 紧组合
  • 简介:针对系统误差的不确定性可能会引起滤波精度降低或发散的问题,提出一种新的基于模型预测滤波的前向神经网络算法。首先,采用模型预测滤波估计网络在正向传递过程中的模型误差,并对其进行修正,以弥补模型误差对隐含层权值更新的影响;然后,利用模型预测滤波为神经网络提供精确的训练样本,学习待估计系统的非线性关系。将提出的算法应用于SINS/CNS/BDS组合导航系统,并与扩展卡尔曼滤波进行比较,仿真结果表明,提出的算法得到的姿态误差、速度误差和位置误差分别在[-0.25′,+0.25′]、[-0.05m/s,+0.05m/s]和[-5m,+5m]以内,滤波性能明显优于扩展卡尔曼滤波算法,表明该算法能提高组合导航定位的解算精度。

  • 标签: 前向神经网络 模型预测滤波 权值修正 SINS/CNS/BDS组合导航
  • 简介:主要考虑移动目标的小样本定位概率方法。给定侦查机的经纬度和飞行高度随时间的变化序列、到达角信息(到达方向角/到达俯仰角)的条件下,利用雷达通信过程空间球面地面几何关系和等概率曲线理论,研究无源定位侦查目标的经纬度和高度随时间变化的关系,同时给出了算法定位误差的计算方法。由于传统平坦地面无源定位算法没有考虑地球表面的曲率,本文给出的无源定位算法充分考虑了地面曲率对定位精度的影响。理论证明,传统的无源定位算法是本文算法的一阶近似。仿真实验验证了所提算法的正确性和有效性,同时表明本文算法比传统定位算法精度高。

  • 标签: 小样本 单侦查站 三维无源定位 球面地面 移动目标侦查