Reliability and safety analysis of redundant vehicle management computer system

Redundant techniques are widely adopted in vehicle management computer （VMC） to ensure that VMC has high reliability and safety. At the same time, it makes VMC have special characteristics, e.g., failure correlation, event simultaneity, and failure self-recovery. Accordingly, the reliability and safety analysis to redundant VMC system （RVMCS） becomes more difficult. Aimed at the difficulties in RVMCS reliability modeling, this paper adopts generalized stochastic Petri nets to establish the reliability and safety models of RVMCS. Then this paper analyzes RVMCS oper- ating states and potential threats to flight control system. It is verified by simulation that the reli- ability of VMC is not the product of hardware reliability and software reliability, and the interactions between hardware and software faults can reduce the real reliability of VMC obviously. Furthermore, the failure undetected states and false alarming states inevitably exist in RVMCS due to the influences of limited fault monitoring coverage and false alarming probability of fault mon- itoring devices （FMD）. RVMCS operating in some failure undetected states will produce fatal threats to the safety of flight control system. RVMCS operating in some false alarming states will reduce utility of RVMCS obviously. The results abstracted in this paper can guide reliable VMC and efficient FMD designs. The methods adopted in this paper can also be used to analyze other intelligent systems＇ reliability.     

采用 CARMH 模型的广义最小方差自校正控制器的全局收敛性

在一种新的预测模型的基础上，建立了一般的广义最小方差自校正控制器，并证明了当辨识算法采用随机逼近法时这种自适应算法的全局收敛性，从而为这种新型模型的进一步应用提供了一定的理论依据。     

低重环境下圆柱贮箱内液体晃动特性研究的一种解析法

考虑低重环境下圆柱贮箱内由于表面张力影响而呈现弯曲自由液面的情况,利用Fourier Bessel级数对贮箱受横向激励时的自由液面处的边界条件进行展开,得到液体晃动系统的广义状态方程,给出了固有频率、晃动波高、晃动力和晃动力矩等晃动特性的计算公式。通过数值算例与文献结果对比,在验证文中方法正确性的同时,具体研究了各晃动特性随充液深度、外激励频率和Bond数等参数变化的规律。     

基于广义相位谱对干扰源测向方法的研究

针对无源系统对噪声调频干扰源进行测向的问题,在研究宽带信号的数字鉴相算法的基础上,提出了一种采用多通道信号、基于广义相位谱(GPS)的测向算法。先把阵元接收到的信号变换到频域,然后运用广义相位谱对互谱相位差加权处理,进而估计出宽带噪声调频信号的波达角。仿真实验的结果表明,该测向方法对不同带宽的干扰信号都可保证较高的测向精度。     

一种基于接收机钟差广义插值法的卫星定位增强算法

为提高卫星定位的连续性与精度,分析和讨论了接收机钟差模型辅助定位的可行性与基础,结合广义插值方法建立了一种高精度钟差数学模型及其相应的增强定位算法。该优化拟合模型在分段边界点上满足插值条件,不断利用钟差观测序列的最新均值或加权均值插值点对模型进行约束,使其具有更好的实时性及更高的外推精度。通过GPS实测实验,对方法的可行性和精度进行了分析与验证。结果表明,基于该模型的增强定位算法,既可辅助卫星信号短暂缺失的非完备定位情况,实现三维定位,也可用于正常星座的定位情况,有效提高定位精度。     

一种构造WDOP中加权矩阵的新方法

加权几何精度因子(WDOP)是影响导航接收机定位精度的一个度量.从wDOP值的研究人手,讨论了其值不仅与卫星/用户几何布局有关,还与加权矩阵相关.提出了一种基于灰色关联分析法和广义延拓逼近法构造加权矩阵的新方法,讲述该方法的原理和具体实现过程,并以GPS导航系统为研究对象,在GPS软件接收机研究平台上进行仿真实验,对实验结果从准确性和稳定性两方面进行了比较分析.仿真结果表明使用这种方法构造的加权矩阵进行定位,定位结果准确度高,稳定性好.     

基于FLNDO的近空间飞行器鲁棒最优预测控制

针对有强烈干扰和不确定因素影响的近空间高超声速飞行器,提出了一种鲁棒最优广义预测控制律.控制律由最优广义预测控制律(OGPC)和一种新的泛函连接网络干扰观测器(FLNDO)构成.输出的有限时域预测由泰勒级数的展开实现.飞行中的未建模动态以及未知干扰由FLNDO来估计,并且文中也给出了FLNDO和闭环系统的稳定性分析.仿真结果表明对于姿态角和角速率的跟踪问题,设计的控制器达到了满意的控制效果,并且也成功实现了对干扰的抑制以及参数变化的鲁棒性要求.     

月球着陆轨道的一种快速优化方法

提出一种基于积分变换,广义乘子法和拟牛顿法的月球着陆轨道快速优化方法.从探月器质心运动方程组出发,通过积分变换,将其对时间变量的积分转化为对状态变量(探月器环绕月心的旋转角速度)的积分,使得原问题转化为终端积分变量固定型最优控制问题.在此基础上,通过优化变量的直接离散化和四阶Admas预测一校正数值积分方法,将月球最优着陆问题转化为有约束非线性规划问题.采用广义乘子法处理约束条件,采用拟牛顿法求解处理后的无约束最优化问题.仿真结果表明:此方法收敛速度快(耗时小于1 s),优化精度高(接近理论最优解),对初始控制量不敏感、鲁棒性好,可用于探月器机载计算机实时生成着陆轨道.     

单圈分子图的第一广义Zagreb指标的极值

第一广义Zagreb指标定义为0Rα（G）=∑i∈V（G）d（i）α,其中d（i）为i顶点的度,α为除0和1之外的所有实数。单圈分子图是指最大度不超过4且边数等于顶点数的简单连通图。本文通过一个引理,给出了单圈分子图的第一广义Zagreb指标达到极值的必要条件。     

自适应阻抗控制在广义主动加载中的应用

 以并联六自由度机构为对象,研究了阻抗控制在广义主动加载中的应用。推导了并联六自由度机构广义力、单缸力和单缸位移之间的阻抗控制数学模型,并分析了稳态误差影响因素;设计了符合现有实验条件的模型参考自适应阻抗控制器(MRAC),该控制器仅通过广义力反馈、单缸力反馈即可实现控制参数的在线修正,并由六自由度机构单缸位移反馈构成闭环控制系统。比较自适应阻抗力控制器和经典力控制器进行了广义主动加载仿真,结果表明所设计的控制器提高了系统动态响应能力,对环境刚度变化鲁棒性强,可以实现实验室条件下广义力的精确稳定跟踪。