针对原DV-Hop (Distance Vector-Hop)方法在实际应用中因网络的各向异性而导致的距离估计误差较大以及位置计算算法对测距误差敏感的问题进行改进,在距离估计步骤中提出通过路径相似度参数对比的策略选择最佳信标间路径来逼近未知节点与信标间路径;在位置计算步骤中提出在原有Lateration算法的基础上增加改进的粒子群算法优化过程。仿真实验表明,与原DV-Hop方法和其他典型改进方法相比,所提改进方法首先提高了测距精度,进而提高了定位算法对测距误差的鲁棒性,从而整体上可有效提高全网未知节点的定位精度。

针对以往飞行仿真航电系统软件设计中存在的结构分散、模块化程度不高的问题,构建一个层次化、模块化的综合航电系统。把分散于各个功能模块中的逻辑解算部分独立出来,形成综合逻辑解算模块,各个任务功能模块及其子模块专门负责相关任务功能算法的解算,并在更深层次上进行模块化设计。通过数据流分析,该设计中的各个模块具有较强的内聚性和较弱耦合性,独立性较强。该系统整体设计结构合理,程序可理解性、可读性好,软件可靠性、可维护性强。

本文研究了基于人工势场法的卫星编队保持的控制方法。由于多体问题无法求其解析解,转而考虑领导-跟随结构的限制性多体问题。其惯性坐标系下的平衡结构对应了无穷多的坐标组合,使得误差动力学系统的平衡点处的雅可比矩阵无法求解。提出了一类由惯性坐标系到特殊参考坐标系的坐标变换,使对误差动力学系统的稳定性分析只取决于编队的构型。通过对参考坐标系下误差动力学系统的约化及其平衡点处雅克比矩阵的特征值的求解,证明了此类控制方法的稳定性。

由于南宁市会展中心周边交通吸引点的集中,导致交通拥堵不断趋于严重。传统的区域交通总量调控的手段涉及多元利益权衡。提出了一种通过反馈门的交通控制的方式动态控制南宁市中心区的交通总量,同时通过交通管理的方式实现车流的合理导向,达到车流在时间和空间上的均衡。借助微观仿真手段并进行了实验测试,结果证明实施反馈门区域控制后,区域内交通量虽然有所降低,但车辆平均速度有所增加,车辆平均旅行时间减少,区域的整体通行效率得到了提高。

为降低生物神经网络仿真时间,提出一种基于突触电导计算分离的有效时钟同步算法。发现突触的仿真计算可分解为突触电导系数和突触电流两个独立计算部分;进一步引入"虚拟突触簇"数据结构存储突触电导系数序列,在每个仿真步根据突触前神经元放电状况单独计算突触电导系数并以循环数组结构保存,在计算以该神经元为突触前神经元的所有突触的突触电流时,只需从该数据结构中获取电导系数,从而大大减少了突触电导系数的重复计算。仿真结果表明了该算法的有效性。

针对草莓在采后分级生产中存在分级规格不一和效率低下等问题,提出一种基于机器视觉技术的草莓重量与形状分级方法。利用阈值分割法检测草莓果实,提取果实周长和面积参数,通过多元线性回归分析建立草莓重量分级模型;提取果实的低频椭圆傅里叶系数作为形状特征参数,并对支持向量机进行训练,建立草莓形状分级模型。选用200个草莓样本进行试验,结果表明:重量分级正确率为89.5%,形状分级正确率为96.7%,平均运算时间分别为64ms和39ms。试验验证了该方法的鲁棒性和实时性。

针对草莓在采后分级生产中存在分级规格不一和效率低下等问题,提出一种基于机器视觉技术的草莓重量与形状分级方法。利用阈值分割法检测草莓果实,提取果实周长和面积参数,通过多元线性回归分析建立草莓重量分级模型;提取果实的低频椭圆傅里叶系数作为形状特征参数,并对支持向量机进行训练,建立草莓形状分级模型。选用200个草莓样本进行试验,结果表明:重量分级正确率为89.5%,形状分级正确率为96.7%,平均运算时间分别为64ms和39ms。试验验证了该方法的鲁棒性和实时性。

为优化声信号盲分选仿真系统的实时性以及分选精度,研究了一种基于短时傅里叶时频分析(Short Time Fourier Time Frequency Analyze, STF-TF)的声信号盲分选算法,用于改善系统分选精度。该方法在信号的时频平面投影相交的情况下,能够实现声信号分选算法功能。仿真实验表明:在欠定条件下,当源信号数目与接收天线数目相差为1时分选效果最佳。利用SystemVue仿真平台建立了多声传感器条件下信号盲分选系统,并结合透明计算原理提出了适用于该系统的高实时性结构。

攻击者可以通过妥协节点往传感器网络中注入虚假数据。已有安全机制无法检测由一组妥协节点协同伪造的虚假数据,且部分稀疏区域的事件无法顺利上报到sink。提出一种基于位置的过滤方案PFS。推导出最优覆盖度ω,并基于该结论部署节点。节点在部署后将位置分发给部分其它节点。每个数据报告必须附带t个不同的消息验证码MAC (Message Authentication Codes)以及各检测节点的位置。各转发节点同时对MAC和位置的正确性,以及位置的合法性进行验证。分析及仿真表明,PFS在覆盖效率,妥协容忍以及过滤性能方面均优于已有方案。

针对舰载机起降过程中飞行员动力学响应问题,提出了基于生物力学仿真和虚拟视景仿真的研究思路和实现方法,将起降过程中飞行员人体的生物力学计算与飞行场景的三维虚拟视景仿真结合起来,设计并开发了一体化的虚拟平台,具备数据管理与分析、人体响应的生物动力学计算、关键计算结果同步分析、起降过程和人体响应的三维虚拟视景等功能。应用本平台对公开文献的实际舰载机飞行员人体试验过程进行了仿真验证,仿真结果与文献试验数据基本吻合,本平台还可以用于各种其他类型的人员训练系统的仿真和设计分析。

针对某型反坦克导弹半实物仿真环境中构成环节复杂多样,出现误差呈现不同类型的问题,提出了一种基于该环境下的系统误差分析方法。通过分析仿真计算机、飞行运动模拟器、目标模拟器与仿真专用接口的构成特征与误差特性,得出仿真计算机的延时误差,飞行运动模拟器的机械安装误差,目标模拟器的延时误差与仿真专用接口的传输误差。通过对比各环节局部误差得出误差对仿真结果的影响。提出系统误差补偿方法,对该半实物仿真系统进行修正,通过仿真试验数据得出补偿修正有效。

针对目前真实环境下船舶消防训练存在的不足及虚拟现实技术在教育培训中的优势和应用,开发基于头戴显示器(Head Mounted Display,简称HMD)的船舶虚拟消防训练系统。系统以Unity3D虚拟现实开发引擎为平台,采用客户端/服务器模式,支持多人协同操作,运行终端为HTC Vive虚拟现实硬件。系统将火灾扩散机理,消防射水动力学方程与粒子系统结合,完成模型建立及可视化过程,提高消防训练场景的真实感。系统最终运行在虚拟现实硬件终端,经过学员体验和测试,得到较好的反馈结果。

基于三阶经典Chua电路,设计了一个含有两个异构磁控忆阻器的非线性电路,建立了其无量纲五阶数学模型。由于两个磁控忆阻器的特性方程在设计中的相异性,它们所在的位置是关于电容形成对称结构。对系统的平衡点的稳定性和李雅普诺夫指数进行分析,证明该异构磁控忆阻电路混沌特性的存在。采用Multisim电路仿真软件分别对五阶异构忆阻Chua系统模型和两个异构磁控忆阻器进行电路实现,数值计算和电路实验结果表明异构磁控忆阻Chua电路具有丰富的混沌行为,且可勾画出完全相同的混沌吸引子和类紧磁滞回归轨迹。

建立带时间窗口的多旅行商问题模型,设计旅行商数量和旅行时间总和主次两个目标函数,设计一种多染色体编码的编码方式,开发复杂突变算子树进化操作,克服了传统遗传算法搜索空间大的问题。仿真比较了算法的性能,仿真结果表明带复杂突变树的多染色体遗传算法均衡了旅行商数量与旅行时间总和两个目标函数,提高了算法的运行速度,减少旅行时间总和15.8%。

预测控制策略应用于永磁同步电机控制系统中可以实现快速的动态响应和高精度的跟踪控制,但依赖电机的数学模型,负载扰动会影响系统的控制性能。提出一种基于内模控制(IMC)的观测器与预测控制相结合的控制方法,基于模型预测控制算法和无差拍电流预测控制算法设计速度外环控制器和电流内环控制器以构成双环预测控制系统,设计IMC观测器估计负载扰动,据此产生转矩电流补偿量作为速度环的前馈补偿,实现扰动抑制。仿真结果表明,所提出的方法能够提高控制系统的动态响应性能和稳态精度,增强系统的鲁棒性。

风电预测是在现有数据基础上进行的,风电中采集到的风速数据夹杂着不同类型的噪声,为提高预测精度,需要进行降噪处理。传统的EMD(Empirical mode decomposition)降噪方法存在模态混叠现象,为了提高降噪效果,提出采用变分模态分解来进行降噪。变分模态分解是一种新的分解方法,具有良好的抗噪性,且不存在模态混叠现象。为深入研究该方法在降噪上的应用,对江苏某风电场的数据进行了降噪处理,对其分解重构,有效滤除了噪声,并将其降噪效果与EMD进行对比分析,验证了该方法的有效性。

为验证一种连杆式欠驱动机械手指的设计合理性和各项性能,采用Solidworks针对不同位置不同大小物体的多种情况,进行手指抓取物体过程的详细仿真,并分析手指的抓取范围、抓持过程中的欠驱动特性、运动连贯性及力学特性等。该机械手指可自适应抓取物体。仿真结果表明:该手指可实现均匀且连贯的抓取;可抓取直径范围在手指长度0.106～0.851倍之间的圆柱物体;使用一般小型电机驱动可产生5倍于人手的抓持力。通过仿真,实现了手指机构及其尺寸设计合理性和各项性能的分析与验证。

针对含输入端未知时延的时滞系统,利用坐标变换设计了三阶非线性反馈扩张状态观测器。扩张状态观测器能够同时估计变换后的系统状态和输入端总扰动信号,非线性反馈具有快速收敛性。通过对时延环节的一阶近似,时滞系统被转化为带有未知函数的二阶非线性不确定性系统的输出反馈控制问题。在此基础上,设计基于跟踪微分器和扩张状态观测器的二阶滑模控制器,实现了输出信号的快速精确跟踪。数值仿真结果验证了所提出控制算法的有效性。

涡喷发动机起动过程涉及所有执行结构的协作,因此对控制系统提出了更高的要求。如何对发动机起动过程建模,准确地分析各执行机构状态对其性能的影响,对控制系统设计有重要意义。根据某型涡喷发动机起动过程工作原理,采用部件法构建了转子转速数学模型,结合地面试车数据和执行机构电压数据辨识模型参数,通过时序仿真验证了涡喷发动机的起动过程。仿真结果表明,建立的发动机模型能真实地反映各执行机构的状态与发动机的性能,对发动机控制系统的设计具有指导意义。

生活热水使用行为受性别及生活习惯影响较大,用户群体的构成和行为差异对高校学生集中生活热水系统的设计和运行控制具有较大的影响。借助实际记录数据的统计分析,对高校学生生活热水的用户群体进行了分类,分析获得了有关热水使用行为的概率分布参数,对高校学生生活热水使用行为进行了仿真和对比分析,结果表明仿真数据和实际记录数据之间具有较好的吻合性。所建立的行为仿真模型可为高校学生生活热水系统的差异化设计和运行优化提供数据支持。