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基于SE(3)的鲁棒自适应算法及其在SINS/DVL中的应用

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上海交通大学学报 2024年第4期58卷 498-510页

作者：钱镭源覃方君李开龙朱天高海军工程大学电气工程学院武汉430033

针对复杂环境下SINS/DVL组合导航易受干扰的问题,提出了基于SE(3)的鲁棒自适应算法.通过将李群/李代数理论和鲁棒自适应策略引入正交变换容积卡尔曼滤波(TCKF),使TCKF的估计状态纳入特殊欧氏群,改善了状态空间不一致问题.并利用卡方检验... 详细信息

针对复杂环境下SINS/DVL组合导航易受干扰的问题,提出了基于SE(3)的鲁棒自适应算法.通过将李群/李代数理论和鲁棒自适应策略引入正交变换容积卡尔曼滤波(TCKF),使TCKF的估计状态纳入特殊欧氏群,改善了状态空间不一致问题.并利用卡方检验和Huber方法,在量测更新时根据新息向量自适应地重构异常量测.SINS/DVL实验结果表明,所提方法具有比传统方法更优的空间一致性和鲁棒性.

关键词：组合导航李群/李代数 Huber方法正交变换容积卡尔曼滤波

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利用双域推扫成像方法检测对地遥感动目标

宇航学报 2024年第4期45卷 638-646页

作者：张刘齐晓蕊李桂阳王文华吕雪莹吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130012

针对星载双线阵相机对地运动目标检测中,双线阵系统成本高、时间和空间同步性差、检测精度低的问题,提出了一种基于单面阵CMOS的双域线阵相机推扫成像方法,利用CMOS时间延迟积分(TDI)技术在固定位置间隔开窗,实现双区域推扫成像;针对两... 详细信息

针对星载双线阵相机对地运动目标检测中,双线阵系统成本高、时间和空间同步性差、检测精度低的问题,提出了一种基于单面阵CMOS的双域线阵相机推扫成像方法,利用CMOS时间延迟积分(TDI)技术在固定位置间隔开窗,实现双区域推扫成像;针对两路通道数据,进行序贯模式图像采集,形成独立完整的两幅长条带图像;通过建立的双域线阵TDI相机时间与位置函数,检测并分析高速运动目标的运动特性;基于卫星推扫地球成像原理,设计并搭建了一套TDI推扫式成像试验装置,进行了高速运动目标的速度检测。试验结果表明,在CMOS像元分辨率为4096×3072,视场角为16°0'34″,行频为998 Hz,开窗间隔为3056行的情况下,绝对速度误差小于0.445%,像移速度误差为2.323 pixel/s,保证了时空同步性,进而提高检测精度,验证了本文方法的可行性。

关键词：航天遥感星载相机推扫成像运动目标检测

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基于等面积圆环和伴星夹角的星图识别算法

吉林大学学报（工学版） 2024年第3期54卷 821-827页

作者：张刘何金航刘赫章家保吕雪莹吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130012

针对于传统径向和环向特征星图识别算法在构建径向特征过程中伴星分布不均匀以及采用环向特征匹配过程中特征值不稳定的问题,提出了一种等面积圆环划分和伴星矢量夹角相结合的星图识别算法。通过选取动态半径使得径向特征下的圆环面积相... 详细信息

针对于传统径向和环向特征星图识别算法在构建径向特征过程中伴星分布不均匀以及采用环向特征匹配过程中特征值不稳定的问题,提出了一种等面积圆环划分和伴星矢量夹角相结合的星图识别算法。通过选取动态半径使得径向特征下的圆环面积相等,保证伴星落在每个圆环的概率相等,有效提高了径向匹配过程的识别率。对于径向匹配后冗余的导航星,采用伴星组成的矢量夹角特征进行筛选,选定匹配特征值最高的为最终识别结果。仿真模拟结果表明:当添加位置噪声为1像素时,星图识别成功率达到95%;当伪星数目为2颗时,识别率达到98%。相较于传统径向和环向识别算法,本文方法在识别率和识别速度上具有明显优势。

关键词：星图识别径向特征环向特征匹配度

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基于相关性参数选择的飞行数据异常检测

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1738-1745页

作者：钟杰罗冲张恒苗强四川大学电气工程学院成都610065

随着无人机(UAV)技术的成熟,其在军民领域的应用越来越广泛,安全问题也逐渐受到重视。UAV飞行数据能直接反映其飞行健康状态。针对UAV飞行数据开展异常检测研究是提升UAV整体安全性的重要手段之一。基于此,提出了一种基于相关性参数选... 详细信息

随着无人机(UAV)技术的成熟,其在军民领域的应用越来越广泛,安全问题也逐渐受到重视。UAV飞行数据能直接反映其飞行健康状态。针对UAV飞行数据开展异常检测研究是提升UAV整体安全性的重要手段之一。基于此,提出了一种基于相关性参数选择与卷积神经网络(CNN)的异常检测方法。利用最大信息系数(MIC)和Pearson相关系数法挖掘参数之间的相关性,并建立相关性飞行参数集合;利用与待检测飞行参数相关的飞行参数数据训练卷积神经网络预测模型,根据模型预测值与真实值之间的残差判定异常。利用真实UAV飞行数据对所提方法进行验证,结果显示:所提方法的假阳率、假阴率、准确率指标均值分别为0%、0.19%、99.6%,证明了方法的有效性。

关键词：异常检测飞行数据最大信息系数 Pearson相关系数法卷积神经网络

电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益分析

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环境科学 2024年第5期45卷 3119-3128页

作者：徐圆圆龚德鸿黄正光杨浪贵州大学电气工程学院贵阳550025

为精准预测电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益,以单辆重卡为对象,通过预测2023~2050年的电力和柴油碳排放因子变化特性,耦合两类重卡寿命及生命周期行驶里程,分阶段构建了重卡动态碳排放模型,深入分析了“2050年净零排放(NZE... 详细信息

为精准预测电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益,以单辆重卡为对象,通过预测2023~2050年的电力和柴油碳排放因子变化特性,耦合两类重卡寿命及生命周期行驶里程,分阶段构建了重卡动态碳排放模型,深入分析了“2050年净零排放(NZE)情景”、“承诺目标(APS)情景”和“既定政策(STEPS)情景”下两类重卡的碳排放足迹,并计算碳减排量和碳减排率.结果表明,电池生产和电池回收是分别导致电动重卡生产阶段和拆解回收阶段碳减排效益不佳的重要因素.电力碳排放因子(以CO_(2)计)每降低1 g·(kW·h)^(−1),电动重卡全生命周期碳排放可减少1.74 t.3种情景下,两类重卡运行阶段碳排放均占全生命周期碳排放总量的90%以上.碳减排效益由高到低的情景依次为NZE、APS和STEPS,其对应的全生命周期碳减排量分别为1054.68、1021.78和1007.97 t,碳减排率分别为54.38%、52.68%和51.97%.

关键词：重卡碳排放因子动态模型情景分析碳排放全生命周期

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基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化算法

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 555-564页

作者：李博群孙志锋浙江大学电气工程学院杭州310027

针对冠状病毒群体免疫优化(CHIO)算法收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化(SD-CHIO)算法.基于适应度均匀原则将初始群体划分为两部分,即全局寻优个体与局部寻优个体.对于全局寻优个体,在其位置更... 详细信息

针对冠状病毒群体免疫优化(CHIO)算法收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化(SD-CHIO)算法.基于适应度均匀原则将初始群体划分为两部分,即全局寻优个体与局部寻优个体.对于全局寻优个体,在其位置更新中加入差分变异与漫反射变异策略,分别用来增强全局寻优个体之间的交流与群体多样性,从而提高算法的全局搜索能力.对于局部寻优个体,在其位置更新中引入一种自适应快速收敛策略:基于增量法进行精英预测,并加入一种自适应收敛系数使局部寻优个体能快速收敛至精英解,以提升算法的局部搜索能力.数值实验表明:SD-CHIO能够有效提高原算法的收敛速度与精度,并表现出明显优于其他元启发式算法的全局与局部搜索能力以及一定的工程价值.

关键词：冠状病毒群体免疫优化算法群体划分自适应快速收敛差分变异漫反射变异

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基于预定义时间的四旋翼滑模控制

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1665-1674页

作者：刘浩黄山涂海燕四川大学电气工程学院成都610065

针对四旋翼位置环和姿态环的控制问题,使得四旋翼位姿能够在预定时间内稳定,提出一种基于预定义时间滑模控制算法的位姿控制器。该控制器通过对四旋翼位置环和姿态环2个环节的控制,使得四旋翼的位姿能够在预定时间内稳定。理论推导及数... 详细信息

针对四旋翼位置环和姿态环的控制问题,使得四旋翼位姿能够在预定时间内稳定,提出一种基于预定义时间滑模控制算法的位姿控制器。该控制器通过对四旋翼位置环和姿态环2个环节的控制,使得四旋翼的位姿能够在预定时间内稳定。理论推导及数值仿真表明:所提算法具有正确性;仿真结果表明:应用所提控制器的四旋翼的位置和姿态能够在预定时间内达到稳定。

关键词：四旋翼预定义时间稳定滑模控制位置控制姿态控制

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切换拓扑下异构集群的强化学习时变编队控制

航空学报 2024年第10期45卷 243-259页

作者：杨加秀李新凯张宏立王昊新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830017

针对系统模型动态不确定的高阶异构无人集群系统在切换通信拓扑下的时变编队控制问题,提出一种基于积分强化学习的最优分布式分层编队控制方法。结合时变编队切换向量构建多四旋翼无人机系统与多无人车系统的增广系统,将异构集群系统的... 详细信息

针对系统模型动态不确定的高阶异构无人集群系统在切换通信拓扑下的时变编队控制问题,提出一种基于积分强化学习的最优分布式分层编队控制方法。结合时变编队切换向量构建多四旋翼无人机系统与多无人车系统的增广系统,将异构集群系统的时变编队控制问题转化为镇定问题。引入带折扣因子的价值函数,将异构集群系统的镇定问题转化为最优控制问题。在不破坏一致性分布式编队控制协议的基础上,仅替换反馈增益参数并对其进行取平均操作,以得到整个异构集群的最优时变编队切换控制协议。利用单网络“动作网络-评价网络”结构,结合积分强化学习算法和分布式控制方法,在线实时更新分布式时变编队切换控制器的反馈增益。通过理论证明和仿真实验验证了所设计控制方案的有效性和优越性。

关键词：积分强化学习异构集群时变编队控制分布式控制切换拓扑最优控制

适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3746-3760页

作者：潘俊良王明渝重庆大学电气工程学院重庆400044

随着海上风电发电容量的增大与离岸距离的增加,全直流型海上风电系统的优势越发明显。高压DC-DC变换器是该系统的核心部件,承担直流升压与输电的关键功能。对此,该文提出一种适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器,不... 详细信息

随着海上风电发电容量的增大与离岸距离的增加,全直流型海上风电系统的优势越发明显。高压DC-DC变换器是该系统的核心部件,承担直流升压与输电的关键功能。对此,该文提出一种适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器,不受大功率中频高压变压器制造工艺的限制,无变压器结构使其能工作在更高频率,减少内部无源器件,实现轻量化。在高升压比应用场景中,变换器内部大部分功率器件为二极管,可节省控制单元,并降低成本。与电流连续模式相比,当内部二极管半桥工作在电流断续模式时,该变换器能在仅增加少量通态损耗的前提下实现内部功率器件的软开关。此外,该变换器采用准方波调制时,电流断续模式能避免内部串联二极管承受高dv/dt。最后,通过样机实验验证了该变换器拓扑的可行性与参数设计方法的正确性。

关键词：海上风电高压直流输电 DC-DC变换器模块化飞跨电容