基于无迹卡尔曼滤波的柔性自由翻滚目标姿态估计

在进行在轨维修以及清除等任务时,需要确定航天器的姿态四元数和角速度。失效卫星常处于自由翻滚状态,通常带有柔性帆板,其运动规律相较于刚性帆板更为复杂。一方面,空间失效卫星的姿态确定常使用激光雷达、双目相机作为测量装备,其测量精度常受到光照、磁场等的影响,会对识别精度产生较大干扰。另一方面,柔性航天器的质量特性容易发生变化,导致很难对其动力学模型进行精确描述。针对柔性自由翻滚目标的状态难以获取的问题,本文提出基于无迹卡尔曼滤波的姿态估计方法,并采用神经网络补偿柔性航天器模型误差。仿真结果显示：无损卡尔曼滤波器(Unscented Kalman filter,UKF)算法对柔性航天器的姿态四元数预测误差值在10^-3范围内,角速度误差值最高0.08 rad/s,采用神经网络补偿动力学模型后对四元数的预测误差稳定在9×10^-4范围内,角速度误差稳定在1.5×10^-3范围内。结果表明,使用神经网络补偿柔性航天器动力学模型的不确定项之后,UKF对柔性自由翻滚目标的姿态估计精度满足工程要求。     

基于贝叶斯网络的空中交通运输系统韧性评价

为准确刻画空中交通运输系统安全保障能力,引入韧性概念评估其抵御风险与恢复水平。建立层次化的贝叶斯网络模型,分析影响空中交通运输系统正常运行因素,评价系统韧性,并对2010—2019年中国空中交通运输系统韧性及变化趋势进行定量分析。通过调整模型各结点,分析因素对系统整体韧性水平的影响,以新冠疫情下底层结点的变化情况为例对系统整体韧性水平变化进行评估。研究结果表明,空中交通运输系统的总体韧性评价值在54%～60 2%之间,且随着社会经济不断发展呈现波动上升的趋势。在新冠疫情影响下系统服务水平受到较大影响,但系统整体仍能维持一定的韧性。贝叶斯网络模型较好地量化了空中交通运输系统韧性,是提高系统韧性的基础,为空中交通运输业可持续发展及抵御冲击提供有效调控策略和理论方法。     

卫星光通信粗瞄系统非线性摩擦的神经网络补偿

 为克服摩擦对卫星光通信(IOC)瞄准捕获跟踪（PAT）粗瞄子系统的精度控制的影响,首先利用PD控制器以获得稳定的轨迹;再用一种扩展的神经网络结构在线逼近摩擦函数,对摩擦力矩进行补偿;在此基础上,利用传统单层神经网络和自适应的鲁棒项消除神经网络的逼近误差及外部扰动。最后用李亚普诺夫函数方法证明在本文的控制策略下,可以保证系统的渐近稳定性和参数的有界性。     

考虑扰动输入/性能输出分布时作动/传感器配置优化

 针对结构振动控制问题,提出了一种考虑扰动输入/性能输出分布信息时作动/传感器的优化配置准则。在降维的模态坐标下建立状态空间形式的结构动力学方程,通过Lyapunov方程求解扰动和作动器的能控性Gramian矩阵,并利用矩阵奇异值分解获得扰动的能控性方向和作动器的能控性方向,通过同时最大化作动器对结构的作动能力以及作动器的能控性方向与扰动的能控性方向的一致性来确定作动器的最优位置。类似思想用于确定传感器的最优位置。以采用压电片为作动器的悬臂梁为例阐述了新准则的应用。     

Interactive Multi-objective Optimization Design for the Pylon Structure of an Airplane

The pylon structure of an airplane is very complex, and its high-fidelity analysis is quite time-consuming. If posterior preference optimization algorithm is used to solve this problem, the huge time consumption will be unacceptable in engineering practice due to the large amount of evaluation needed for the algorithm. So, a new interactive optimization algorithm-interactive multi-objective particle swarm optimization （IMOPSO） is presented. IMOPSO is efficient, simple and operable. The decision-maker can expediently determine the accurate preference in IMOPSO. IMOPSO is used to perform the pylon structure optimization design of an airplane, and a satisfactory design is achieved after only 12 generations of IMOPSO evolutions. Compared with original design, the maximum displacement of the satisfactory design is reduced, and the mass of the satisfactory design is decreased for 22%.     

虚拟现实技术及其在高校教学中的应用

在介绍虚拟现实技术的基础上,论述了网络系统集成虚拟实验系统的实现方法.对系统中的一些关键技术进行了分析,阐述了系统在教学中的具体应用,拓展虚拟现实技术在实践教学中的应用.     

基于危险模式的无线传感器网络IDS模型

网络安全是无线传感器网络需要解决的重要问题之一,构建基于传感器网络的入侵检测系统是其中重要的技术.简要阐述了基于人工免疫模型及危险模式的入侵检测系统的机理,提出了一种基于危险模式理论的无线传感器网络的入侵检测系统体系结构,并对该模型的特点进行了分析,为进一步深入的研究提出了设想.     

嵌入式无线VOD系统方案设计

通过一个嵌入式无线视频点播方案的设计与实现,展示了远程教育中移动学习的一个典型应用.通过支持IEEE802.11b无线网络协议和MMS协议,在带CF无线网卡的Intel PXA270硬件平台上,采用支持多种编码格式的Mplayer播放器,并对Konqueror浏览器加入MMS协议支持.通过对整个方案中若干关键技术的设计与实现,建立了原型系统,为以后进一步的推广和应用打下了良好基础.     

嵌入式技术在煤矿监控系统中的应用研究

重点讨论嵌入式系统在煤矿监控系统中的应用,并介绍了监测实时数据的两种传输方式和曲线绘制,以及基于Web方式的信息发布与浏览方法.设计采用了先进的嵌入式技术和Internet技术,摒弃了以往煤矿监控系统所采用基于PC机的方案,并通过网络发布煤矿监测数据,在一定程度上实现了煤矿安全自动监控的功能,对于加强煤矿安全监管、有效防范矿难事故具有十分重要的作用,对开发其他的监控系统具有一定的借鉴意义.     

International scientific optical network for space debris research

A joint team of researchers under the auspices of the Center for Space Debris Information Collection, Processing and Analysis of the Russian Academy of Sciences collaborates with 15 observatories around the world to perform observations of space debris. For this purpose, 14 telescopes were equipped with charge-coupled device (CCD) cameras, Global Positioning System (GPS) receivers, CCD frame processing and ephemeris computation software, with the support of the European and Russian grants. Many of the observation campaigns were carried out in collaboration with the Astronomical Institute of the University of Bern (AIUB) team operating at the Zimmerwald observatory and conducting research for the European Space Agency (ESA), using the Tenerife/Teide telescope for searching and tracking of unknown objects in the geostationary region (GEO). More than 130,000 measurements of space objects along a GEO arc of 340.9°, collected and processed at Space Debris Data Base in the Ballistic Center of the Keldysh Institute of Applied Mathematics (KIAM) in 2005–2006, allowed us to find 288 GEO objects that are absent in the public orbital databases and to determine their orbital elements. Methods of discovering and tracking small space debris fragments at high orbits were developed and tested. About 40 of 150 detected unknown objects of magnitudes 15–20.5 were tracked during many months. A series of dedicated 22-cm telescopes with large field of view for GEO survey tasks is in process of construction. 7 60-cm telescopes will be modernized in 2007.