无人机航路规划技术研究进展

无人机航路规划问题本质是多约束条件下,多目标函数求极值的优化问题.规划出满足任务要求、导航、安全性等约束的较优航路,对提高无人机的武器系统性能有重要意义.通过对无人机航路规划的研究,对无人机航路规划问题进行了概括和总结,阐述了无人机航路规划的框架结构以及静态全局规划和动态局部规划方法的研究现状.分析了近年来常用的几种规划算法,着重分析了启发式算法以及遗传算法.在此基础上,对今后的研究方向进行了展望.     

基于目标分配的无人机航路规划

在航路规划中．如果存在多个目标点，优化问题就会变得复杂化。因此，在多目标点存在的情况下，航路优化问题应充分考虑目标的有关因素及空域状况，对目标和航路进行优化选择以取得某种效益。针对这一问题，提出了目标选择及航路规化的优化模型．并提出了一种改进的A*算法——大规模平行扩展A*算法对这一问题进行求解。在此基础上，针对无人机的水平飞行航路进行了规化。结果表明，通过该方法可以有效地解决多目标点存在时的航路规划问题。     

某类任务的无人作战飞机航路规划

讨论了对于包含了既是威胁又有价值的节点的任务模型,无人作战飞机航路规划问题解决的思路和关键环节,并构建了数学模型,然后应用A*启发算法求解各个目标点的最优航路,并依据作战指挥人员对作战方案的总体把握给出的权衡因子,计算每个目标点取得的费效比,确定满足一定条件下最先攻击目标.实例仿真表明该方法可以有效地解决这类任务的航路规划问题.     

通用飞机多约束水平航路规划方法研究

随着我国低空空域的开放,通用飞机低空航路规划问题越来越复杂,亟待解决。在传统航路规划方法的基础上,研究满足区域导航要求下低空空域的约束条件,并针对每一类约束条件,建立航路优化模型,给出航路优化算法的实现步骤。仿真实验验证表明,多约束水平航路规划方法能够满足通用飞机机载设备的功能和性能要求。     

多UCAV协同航路规划算法

针对多UCAV协同航路规划问题,将协同进化理论与扩展Voronoi图模型相结合,提出了一种基于扩展Voronoi图模型与协同进化算法的多UCAV协同航路规划方法。该方法通过协同进化理论的合作机制实现了规划航路的空域协同,通过采用层次分解策略实现了规划航路的时域协同,并且对染色体设计、个体适应度以及进化操作等关键问题进行了研究。     

基于改进蚁群算法的无人机侦察航路规划研究

蚁群算法是一种新的源于大自然生物界的仿生随机优化方法,在一系列组合优化问题求解中取得了成效。本文将蚁群算法引入无人机侦察航路的规划,对基本蚁群算法提出了改进,提供了一种新的有效的航路优化算法,并对无人机的侦察航路进行了仿真计算。仿真结果表明改进的蚁群算法克服了基本蚁群算法的收敛速度慢、易于过早陷入局部最优的缺点,仿真结果验证了该算法的有效性。     

编队无人机的高生存力协同航路规划方法

提出了一种基于多目标遗传算法的编队无人机高生存力协同航路规划方法。方法由备选航路生成和协同规划两个步骤组成。备选航路生成的目的是为编队中的每一个无人机生成多条航路,该步骤采用的算法是多目标遗传算法。协同规划的目的是为各个无人机从备选航路中选择航路,使得各个无人机同时到达目标区域,以增加任务突然性,提高整个编队的生存力。通过仿真算例,把方法与基于Voronoi图的方法作了对比,给出了方法的优缺点分析。     

基于RNP的A＊算法动态航路规划研究

介绍了A＊算法的基本思想,建立了基于RNP的航路模型,利用A＊算法对航路进行了优化,并利用MATLAB程序对航路进行了算法实现,得到了满意的结论。通过实例分析得出基于RNP的A＊算法对航路进行规划研究的可行性和有效性。在MATLAB环境下进行航路规划问题的A＊算法程序,能够利用其强大的运算能力,并且易于其他工具包结合进行算法仿真实现对其中参数进行优化研究。     

基于改进蚁群算法的飞机低空突防航路规划

采用蚁群算法实现了飞机低空突防的航路规划，为航路规划问题提供了新的解决思路。并对原始蚁群算法进行了改进，提出了保留最优解、自适应选择策略和自适应信息素调整准则，有效地提高了算法的收敛速度和解的性能。最后用计算机进行了仿真，取得了较好的结果。     

基于改进鲸鱼优化算法的无人机航路规划

针对复杂地形环境下的无人机航路规划问题，提出一种基于改进的鲸鱼优化算法的航路规划算法。首先，根据起始点和目标点等信息，通过坐标系旋转将二维航路规划问题转化为D维空间下的寻优问题；然后，将灰狼优化算法中的等级制度和微分进化算法中的贪婪策略引入鲸鱼优化算法提出改进的鲸鱼优化算法。在保证算法收敛速度的同时，所提的改进鲸鱼优化算法有效地提高了开发能力和搜索能力。最后，将提出的改进算法应用于无人机的航路问题求解。仿真结果表明，所提的改进鲸鱼优化算法能够有效的获得一条代价最优的、有效的航路结果，其性能优于传统的优化算法。     

一种新的求解TSP问题的杂交算子

TSP(TravelingSalesmanProblem)问题是最经典的NP-hard组合优化问题之一。长期以来,人们一直在寻求快速、高效的近似算法,以便在合理的时间内解决大规模问题。在文[5]提出的两交换启发交叉算子的基础上,通过分析,发现该算子的杂交结果与所选择的首城市有关,因而不同的首城市的选择会大大影响该算子的效率。为此,提出了一种新的有效利用局部信息的杂交算子,该算子能够有效的保存母体信息,进一步摆脱首城市的选择问题。实例仿真证明该算子的有效性。     

Mission-oriented cooperative 3D path planning for modular solar-powered aircraft with energy optimization

Modular Solar-Powered Aircraft(M-SPA) is a kind of High-Altitude Long-Endurance(HALE) aircraft which exploits the mission advantage of swarm UAV and the HALE advantage of large aspect-ratio SPA. M-SPA’s separated mode and combined mode give it the potential to maximize the mission efficiency with limited solar energy. In this paper, firstly, oriented by the mission of maximizing the cruise area, the overall design of the M-SPA is modeled, including the energy model, the aerodynamic model and the...     

基于DSP的交流发电机控制器电磁兼容问题研究

主要介绍了基于DSP的交流发电机控制器电磁兼容（EMC）问题的研究意义,对该控制器的EMC问题进行了深入分析,并提出了解决方法。从接口电路设计、总线设计、电源电路和结构设计,以及印制线路板的布局这几个方面,分析了抗电磁干扰的基本方法,提出了解决交流发电机控制器EMC问题的措施。     

UG NX 平台模型质量检查应用与扩展技术研究

CAD模型质量检查是通过有效的机制检查数据模型发现不符合标准、规范的问题,并及时地处理解决以提高产品的设计制造质量。详细研究了主流CAD平台的模型检查模块,针对NX平台具体分析其模型质量检查Check-Mate机制,发掘应用Check-Mate基于知识工程进行知识获取、封装和扩展的功能。结果表明:基于Teamcenter PDM平台实现的应用和扩展技术方案可有效提高模型质量,保证模型知识数据的有效性。     

空中交通流量管理中的多元受限地面等待策略问题研究

在单机场受限地面等待策略问题的基础上,研究了确定容量条件下的多元受限地面等待策略问题,建立了数学模型,提出了一个启发式和专家系统相结合的流量管理新算法。通过对广州区域空中交通流量的仿真计算,验证了该算法实际应用的可行性。     

TWT Reliability in Space

The question of Traveling Wave Tube (TWT) reliability in space poses some unique problems. First, since tube reliability has a tremendous impact on system design and overall cost, if problems do occur, they are highly visible. Second, attaining high reliability is made difficult by small production runs and short delivery schedules. Finally, the now-common 10 year life specification is combined with state-of-the-art performance requirements, forcing design changes and adding risk. To meet these requirements, we emphasize certain design and manufacturing ground rules. When orbital TWT problems do occur, our experience is that they are usually caused by infant mortality, not wearout. Data based on operation in space show that with close attention to the details of design and manufacturing, reliability exceeding the 500,000 hours MTBF normally specified is achieved. Traveling Wave Tube reliability and overall performance have a tremendous impact on system design and the overall cost of a satellite. TWT reliability determines the amount of redundancy needed to meet a given satellite mission objective. Increased redundancy means increased complexity and weight of the spacecraft. The TWTs, with their Electronic Power Conditioners, also dissipate over 80% of all spacecraft power. Increased tube efficiency will therefore simplify matters all around. Because of the critical impact of tubes, if technical problems do occur, they are highly visible at the system level, where rumors of failure spread like wildfire in the fairly small space community. Attaining high reliability is difficult because of the many conflicting requirements.     

A method for automatic detection and characterization of plasma bubbles using GPS and BDS data

Detecting and characterizing Total Electron Content (TEC) depletion is important for studying the ionospheric threat due to the Equatorial Plasma Bubble (EPB) when applying the Ground-Based Augmentation System (GBAS) at low latitudes. This paper develops a robust method to automatically identify TEC depletion and derive its parameters. The rolling barrel algorithm is used to automatically identify the TEC depletion candidate and its parameters. Then, the depletion candidates are screened by several improved techniques to distinguish actual depletions from other phenomena such as Traveling Ionospheric Disturbance (TID) or abnormal data. Next, based on the depletion signals from three triangular receivers, the method derives EPB parameters such as velocity, width and gradient. The time lag and front velocity are calculated based on cross-correlation using TEC depletions and the geometrical distribution of three triangular receivers. The width and gradient of slope are then determined by using TEC depletion from a single receiver. By comparison, both the station-pair method and proposed method depend on the assumption that the EPB morphology is frozen during the short time when the plasma bubble moves between the receivers. However, our method relaxes the restriction that the baseline length should be shorter than the width of slope required by the station-pair. This relaxation is favorable for studying small-scale slope of depletions using stations of a longer baseline. In addition, the accuracy of the width and gradient is free of impact from hardware biases and small-scale disturbance, as it is based only on the relative TEC variation. The method is demonstrated by processing Global Positioning System (GPS) and BeiDou Navigation Satellite System (BDS) data on 15 August, 2018, in a solar minimum cycle.     

五种智能算法解决最大割问题分析与比较

最大割问题（Max—eulProblem）是一个典型的NP难组合优化问题。文章采用遗传算法、分布估计算法、Hopfield网络方法、蚁群算法、粒子群算法等5种算法对最大割问题进行求解,并用标准的多个不同规模最大割测试数据进行测试,研究各参数对算法的影响,并比较各种算法的时间复杂度和空间复杂度。测试结果表明该五种算法虽然在执行效率上有差异,但都能较好的解决最大割问题。     

固体火箭发动机圆柱壳体的可靠性设计

文中分析了“传统安全系数法”在产品结构设计中存在的问题,采用可靠性设计的必要性和意义。根据载荷与强度数据的随机性,以概率统计为理论基础,建立了可靠性设计基本方程;并引入了“可靠性安全系数”,使可靠性设计标准化和简单化。因此,可靠性设计是一种更严格、实用的设计方法。它不仅克服了传统安全系数的不确切性或盲目性,而且具有类似于传统安全系数设计的方便性。 文中还以某固体火箭发动机为实例,对燃烧室壳体进行了可靠性设计。     

大攻角非线性问题的局部线化方法

 本文引用局部线化的概念,提出一种数值计算方法,用以研究小展弦比、大攻角带前缘或侧缘分离流机翼的双重非线性问题,即基本方程的非线性（包含了速势方程的所有二阶非线性项）和边界条件的非线性（离体涡位置不能预先给定）。该方法适用于亚临界下的所有Mach数,计算简单,工作量小。通过算例计算表明,该方法计算结果与实验值是一致的。