检索结果-内蒙古大学图书馆

控制理论与应用 2025年

作者：雷海曹健李擎北京信息科技大学自动化学院北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室

针对复杂的动态流程工业过程中故障模式匹配因曲线长度或参数化差异导致的匹配难题,本文提出了一种新颖的基于弗雷歇距离的自适应秩序形态滤波器集成局部保留投影的故障诊断方法.在本文所提出的LPP-FAROMF方法中,保留数据局部流形信息的... 详细信息

针对复杂的动态流程工业过程中故障模式匹配因曲线长度或参数化差异导致的匹配难题,本文提出了一种新颖的基于弗雷歇距离的自适应秩序形态滤波器集成局部保留投影的故障诊断方法.在本文所提出的LPP-FAROMF方法中,保留数据局部流形信息的LPP算法首先被用来提取出故障相关的特征,数据的高维和非线性问题得以克服,进而得到所需的模板信号和测试信号.其次,将弗雷歇距离引入AROMF的距离误差中用来对测试信号进行FAROMF变换得到输出趋势特征,该方法降低了对曲线长度和参数化的一致性要求,而且可以综合考虑空间相似性和动态特征,因此计算输出趋势与模板趋势之间的误差更加准确且合理.最后,田纳西-伊士曼过程被用来验证所提出的方法性能.结果表明, LPP-FAROMF在故障诊断中表现出更高的准确度、鲁棒性和速度.

关键词：故障诊断弗雷歇距离局部保留投影田纳西-伊士曼过程

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大长径比远程制导火箭弹自适应Super-twisting控制方法

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中国惯性技术学报 2024年第2期32卷 196-204,212页

作者：范军芳闫华杰纪毅唐文桃赵国宁北京信息科技大学自动化学院北京100192 高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 北京自动控制研究所北京100074

针对具有轻质薄壳结构的大长径比远程制导火箭弹刚体-弹性体耦合动力学控制难题,提出了一种自适应Super-twisting控制方法。首先,将大长径比远程制导火箭弹的弹性模态与外部干扰项视为归一化扰动,建立了考虑参数、模型不确定性的刚体-... 详细信息

针对具有轻质薄壳结构的大长径比远程制导火箭弹刚体-弹性体耦合动力学控制难题,提出了一种自适应Super-twisting控制方法。首先,将大长径比远程制导火箭弹的弹性模态与外部干扰项视为归一化扰动,建立了考虑参数、模型不确定性的刚体-弹性体耦合动力学模型。针对外部扰动难以实时精准获取的问题,设计了有限时间收敛干扰观测器,能够在大范围气动参数摄动情形下对远程制导火箭弹外部扰动进行实时精准估计。为提高系统鲁棒性,设计了基于Super-twisting算法的自适应有限时间控制方法,使系统能根据状态误差自动调节控制参数,在削弱高频抖振的同时有效提高抗干扰能力。仿真结果表明:所提控制方法在弹体±15%气动参数摄动的条件下,由平飞状态转变为跟踪幅值为10的正弦弹道倾角指令时,实现3.2 s内弹道倾角跟踪误差收敛至0.002°,可实现远程制导火箭弹姿态平稳跟踪控制弹道倾角指令。

关键词：远程制导火箭弹弹性效应自适应Super-twisting 有限时间收敛扰动观测器

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分段式AEKF高速弹丸组合导航算法

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中国惯性技术学报 2024年第11期32卷 1117-1124,1141页

作者：刘宁栗浩睿苏中范军芳沈凯赵文江北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 北京理工大学自动化学院北京100081

在高速弹丸组合导航系统中,由于弹丸受空中复杂环境以及自身高速自旋、振动等因素影响,使得量测噪声统计特性无法被准确获取,导致组合导航系统精度下降。针对这一问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的分段式自适应扩展卡尔曼滤波(AE... 详细信息

在高速弹丸组合导航系统中,由于弹丸受空中复杂环境以及自身高速自旋、振动等因素影响,使得量测噪声统计特性无法被准确获取,导致组合导航系统精度下降。针对这一问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的分段式自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)高速弹丸组合导航方法。在GNSS/SINS松组合框架下,根据高速弹丸每个飞行阶段的速度变化率与俯仰角特性,训练可实时辨识弹丸飞行阶段的CNN模型,并将特定的飞行阶段与AEKF算法中的噪声估计器参数关联,使得弹丸在高速飞行过程中可根据飞行阶段自适应调节AEKF滤波算法的量测噪声协方差矩阵,从而提高弹丸组合导航精度。所提方法与一般AEKF弹丸组合导航方法在相同数据下进行测试、比较。测试结果表明,所提方法的速度和位置均方根误差平均下降了54%,43%,有较好的参考与应用价值。

关键词：弹丸组合导航飞行阶段辨识卷积神经网络自适应扩展卡尔曼滤波

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改进的YOLOv8n轻量化火星表面岩石检测算法

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深空探测学报(中英文) 2025年

作者：戴娟刘经纬苏中朱翠北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室现代测控技术教育部重点实验室北京信息科技大学自动化学院北京信息科技大学信息与通信工程学院

针对火星探测器在复杂地形中自主导航的安全避障需求及星载平台计算资源与能源供应的双重约束，本文构建YOLOv8-LMD轻量化检测模型，旨在实现火星表面岩石检测算法需兼具的高精度与轻量化特性要求。首先，基于HGNetv2架构重构轻量化主... 详细信息

针对火星探测器在复杂地形中自主导航的安全避障需求及星载平台计算资源与能源供应的双重约束，本文构建YOLOv8-LMD轻量化检测模型，旨在实现火星表面岩石检测算法需兼具的高精度与轻量化特性要求。首先，基于HGNetv2架构重构轻量化主干网络，实现模型参数的初步压缩。其次，设计了一种多尺度特征融合网络结构，通过集成Slim-neck与ASF-YOLO对颈部网络进行重构，有效提升对不同尺度岩石目标的特征表征能力。另外采用卷积共享策略设计了轻量级检测头，在降低计算复杂度的同时增强分类定位精度。最后使用剪枝算法针对模型参数冗余进行修剪，使模型进一步压缩，并通过知识蒸馏技术实现精度的补偿优化。通过实验发现，与YOLOv8n相比，YOLOv8-LMD精度提升1.7%，计算量减少68%，参数量减少77%，模型大小减小75%。因此，可认为本文模型更适合应用于火星表面岩石检测任务。

关键词： YOLOv8n 火星表面检测轻量化通道剪枝知识蒸馏

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一种抗差估计的GNSS/UWB/IMU集成式室内外无缝定位方法

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电子测量技术 2025年第5期48卷 74-80页

作者：陈帅印刘宁胡可君北京信息科技大学自动化学院北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室

针对单导航源定位系统在室内外场景切换时存在定位精度低和连续性差的问题，提出了一种抗差估计的GNSS/UWB/IMU集成式室内外无缝导航定位方法。在面对室内外复杂场景切换的情况下，采用抗差估计算法对GNSS与UWB的观测信号进行置信度评... 详细信息

针对单导航源定位系统在室内外场景切换时存在定位精度低和连续性差的问题，提出了一种抗差估计的GNSS/UWB/IMU集成式室内外无缝导航定位方法。在面对室内外复杂场景切换的情况下，采用抗差估计算法对GNSS与UWB的观测信号进行置信度评估和融合，并将融合的数据与惯导系统数据相结合，利用扩展卡尔曼滤波算法实现定位。为了评估算法在干扰和噪声下的导航定位精度，将惯导定位模块、卫星定位模块以及超宽带标签集成到一起进行实验。实验结果表明，所提融合定位方法的东向、北向定位均方根误差分别为6.95 cm和6.89 cm,最大定位误差为28.55 cm;在室内外过渡阶段，系统能够保持连续准确的定位，提高了复杂多变的室内外环境下的导航定位精度和稳定性。

关键词：多源融合抗差估计室内外无缝定位扩展卡尔曼滤波

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一种滑窗积分推算的行人惯性定位算法

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中国惯性技术学报 2023年第3期31卷 228-236页

作者：赵辉陈文彬苏中刘宁北京信息科技大学、高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 中国电子科技集团有限公司北京100036 北京信息科技大学自动化学院北京100192

针对当前行人惯性定位算法存在穿戴部位限制、运动适应性差、长时误差发散的问题,提出了一种滑窗积分推算的行人惯性定位算法。首先通过设置滑动窗口构建短时独立的捷联积分方式,抑制累积误差发散速度。然后融合滑窗内位移增量和航向信... 详细信息

针对当前行人惯性定位算法存在穿戴部位限制、运动适应性差、长时误差发散的问题,提出了一种滑窗积分推算的行人惯性定位算法。首先通过设置滑动窗口构建短时独立的捷联积分方式,抑制累积误差发散速度。然后融合滑窗内位移增量和航向信息推算得到行人运动轨迹。利用公开数据集、智能手机、自研惯性传感器开展了多组行人惯性定位实验。实验结果表明,相较于传统的ZUPT和PDR算法,本文算法的定位误差小于总行程的1%,定位精度提升了50%以上,在穿戴方式、运动适应性和定位精度方面具有明显优势。

关键词：行人导航卫星拒止惯性导航滑窗积分微惯性测量单元

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基于锁相环的高旋飞行体滚转角估计方法

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仪表技术与传感器 2024年第6期 93-99页

作者：王桂奇刘福朝李存健北京信息科技大学自动化学院北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室

针对高旋飞行体滚转角速率难以直接测量的问题,通过分析高旋飞行体的角运动特征,建立了滚转角运动模型,提出了一种基于地磁信息和锁相跟踪的滚转角估计方法。首先利用最小二乘过零检测方法,提取地磁传感器测量的角频率信息,进而解算得... 详细信息

针对高旋飞行体滚转角速率难以直接测量的问题,通过分析高旋飞行体的角运动特征,建立了滚转角运动模型,提出了一种基于地磁信息和锁相跟踪的滚转角估计方法。首先利用最小二乘过零检测方法,提取地磁传感器测量的角频率信息,进而解算得到高旋飞行体的转速信息,再根据高旋飞行体角运动特性和俯仰、偏航轴陀螺测量信号特性确定三阶锁相环环路滤波参数,对提取的角频率信息和转速信息进行锁频锁相跟踪。通过软件仿真和载体试验分别对滚转角估计方法进行了验证。结果表明:利用三阶锁相环方法对高旋飞行体滚转角频率进行有效跟踪,能够获取滚转角速度和滚转角,满足高旋飞行体姿态实时解算要求。

关键词：高旋飞行体三阶锁相环滚转角频率滚转姿态试验验证

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石英谐振加速度计低温漂结构设计及温度补偿

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压电与声光 2023年第5期45卷 719-722,730页

作者：杨敏陈福彬朱嘉林田文杰北京信息科技大学传感器重点实验室北京100101 北京信息科技大学自动化学院北京100101

温度影响加速度计的性能,误差来源主要由石英材料及封装工艺产生的热应力引起。针对加速度计温度漂移现象,该文介绍了集成式石英谐振加速度计低温漂结构设计和补偿方法。首先通过对称的差分结构消除一阶温度系数,并进行工艺优化,降低封... 详细信息

温度影响加速度计的性能,误差来源主要由石英材料及封装工艺产生的热应力引起。针对加速度计温度漂移现象,该文介绍了集成式石英谐振加速度计低温漂结构设计和补偿方法。首先通过对称的差分结构消除一阶温度系数,并进行工艺优化,降低封装工艺对谐振器产生的热应力;其次采用随机森林拟合算法建立温度模型来补偿加速度计的温漂。在-20~80℃温度范围内对加速度计样机进行温漂测试,结果表明,工艺优化及补偿后的样机偏置稳定性提高了一个数量级。

关键词：谐振式加速度计差频温度补偿低温漂随机森林

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融合位置信息注意力的孪生弱目标跟踪算法

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计算机工程与应用 2023年第7期59卷 198-206页

作者：韦健赵旭李连鹏北京信息科技大学自动化学院控制科学与工程系北京100192 北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100192

经典孪生网络弱特征目标跟踪存在鲁棒性差的问题。为此,设计了一种融合目标二维位置信息注意力机制的孪生网络算法。该算法以区域候选孪生网络(siamese region proposal network,SiamRPN)为基础,包括特征提取网络部分和相似度计量部分... 详细信息

经典孪生网络弱特征目标跟踪存在鲁棒性差的问题。为此,设计了一种融合目标二维位置信息注意力机制的孪生网络算法。该算法以区域候选孪生网络(siamese region proposal network,SiamRPN)为基础,包括特征提取网络部分和相似度计量部分。在特征提取网络部分,引入了位置信息注意力模块来提取目标特征二维位置信息以提升网络对弱目标的特征提取能力。采用了轻量深度特征提取网络MobileNetV2来减少特征提取网络部分模型参数和计算量;在相似度计量部分,基于多层特征融合的相似度计量方法深入挖掘特征提取网络浅层特征的定位信息和深层特征的语义信息,加强了算法的跟踪准确性和定位精度。实验结果表明,所提出的算法在UAV123数据集上成功率相较于SiamRPN基础算法提升了12.6%,跟踪精度提升了8.4%,且跟踪速度每秒74帧,在提升成功率的同时满足了实时性的要求。

关键词：目标跟踪深度学习孪生网络注意力模型

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一种人员惯性定位的鲁棒多约束地图匹配算法

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中国惯性技术学报 2023年第11期31卷 1102-1112页

作者：赵辉燕瑞超朱宁苏中张孟超刘高文北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100192 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094 北京信息科技大学自动化学院北京100192

针对传统的地图匹配算法在分岔口和半封闭场景下易出现匹配失效和精度下降的问题,提出了一种人员惯性定位的鲁棒多约束地图匹配算法。该算法构建了地磁/惯性融合航向估计系统,利用三轴陀螺仪实时校准地磁传感器偏差,采用校准后的地磁数... 详细信息

针对传统的地图匹配算法在分岔口和半封闭场景下易出现匹配失效和精度下降的问题,提出了一种人员惯性定位的鲁棒多约束地图匹配算法。该算法构建了地磁/惯性融合航向估计系统,利用三轴陀螺仪实时校准地磁传感器偏差,采用校准后的地磁数据进行航向解算,可有效提升航向信息获取精度;在固定的时间窗口内引入粒子群轨迹的多重约束,增强了算法的鲁棒性;此外,设计了一种启发式多约束重采样策略,提升了粒子群的自适应能力。最后,通过多组室内和室外长距离行走实验对所提算法性能进行评估。实验结果表明,与地图回溯约束的粒子滤波算法相比,本文算法具有更强的鲁棒性,定位精度可提升2倍以上,定位误差小于总行程的0.5%。

关键词：人员定位惯性测量地磁信息粒子滤波地图匹配

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