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    1. 基于粒子群优化LSTM的股票预测模型
    宋刚, 张云峰, 包芳勋, 秦超
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (12): 2533-2542.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0388
    摘要425)   HTML    PDF (6923KB)(403)   
    为了提高股票时间序列预测精度,增强预测模型结构参数可解释性,提出一种基于自适应粒子群优化(PSO)的长短期记忆(LSTM)股票价格预测模型(PSO-LSTM),该模型在LSTM模型的基础上进行改进和优化,因此擅长处理具有长期依赖关系的、复杂的非线性问题。通过自适应学习策略的PSO算法对LSTM模型的关键参数进行寻优,使股票数据特征与网络拓扑结构相匹配,提高股票价格预测精度。实验分别以沪市、深市、港股股票数据构建了PSO-LSTM模型,并对该模型的预测结果与其他预测模型进行比较分析。结果表明,基于自适应PSO的LSTM股票价格预测模型不但提高了预测准确度,而且具有普遍适用性。
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    2. 六相永磁同步电机驱动控制方式
    匡晓霖, 徐金全, 黄春蓉, 李嘉科, 郭宏
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (7): 1361-1369.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0695
    摘要312)   HTML    PDF (5318KB)(681)   
    多相永磁同步电机(PMSM)的驱动控制方式主要包括余度和容错两种形式,为明晰多相永磁同步电机采用两种不同驱动控制方式所带来的性能差异,基于一个六相永磁同步电机,分别建立了余度和容错两种永磁同步电机驱动控制系统。在此基础上,分析研究了余度和容错两种驱动控制方式对六相永磁同步电机系统调速范围和动态性能的影响机理及影响规律。仿真和实验结果表明:相比于余度驱动控制,六相永磁同步电机采用容错驱动控制方式时具有更宽的调速范围及更好的动态性能。
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    3. 未知环境下无人机集群协同区域搜索算法
    侯岳奇, 梁晓龙, 何吕龙, 刘流
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (2): 347-356.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0230
    摘要296)   HTML    PDF (36161KB)(268)   
    针对无人机集群在无先验信息的未知环境中协同搜索的问题,提出了一种以覆盖率为实时搜索奖励的无人机集群协同区域搜索算法。首先建立覆盖分布地图(CDM)来描述任务环境,并采用Hadamard积实现CDM的快速更新,继而基于CDM计算覆盖率来定量描述实时搜索效果。将无人机集群视为一个控制系统,基于分布式模型预测控制理论建立系统的预测模型,并将预测周期内最大覆盖率增量设为奖励函数,采用差分进化算法进行求解,得到最优解作为系统的最优输入。仿真结果表明,所提算法能够对区域进行覆盖搜索,在出现突发情况时,覆盖率远高于平行搜索方法。
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    4. 基于半监督迁移学习的轴承故障诊断方法
    张振良, 刘君强, 黄亮, 张曦
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (11): 2291-2300.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0082
    摘要248)   HTML    PDF (4983KB)(322)   
    针对航空发动机轴承故障诊断过程中预测精度不足以及过拟合的问题,提出基于迁移学习的半监督集成学习器(SSIT)用以发动机轴承故障预测。首先,训练改进的基于迁移学习的极限学习机(TELM)以及基于迁移学习的支持向量机(TSVM),分别迁移不同目标空间的高相似度样本加入到源样本空间进行训练。然后,与对应的基学习器集成同簇学习器来识别未标记样本,构成半监督学习器不断调整初始基学习器权重,并继续集成半监督基学习器的识别结果到SSIT中。通过此学习机识别提取特征后的,用以故障识别。实验结果清楚地表明:此种方法可以有效降低迁移学习中的负迁移效果,提升迁移精度10%左右,降低机器学习中的过拟合效果,提高半监督学习稳定性,与现有的预测方法相比可以提高精度9%以上。
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    5. 基于视频的三维人体姿态估计
    杨彬, 李和平, 曾慧
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (12): 2463-2469.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0384
    摘要234)   HTML    PDF (1738KB)(287)   
    已有的三维人体姿态估计方法侧重于通过单帧图像来估计人体的三维姿态,忽略了视频中前后帧之间的相关性,因此,通过挖掘视频在时间维度上的信息可以进一步提高三维人体姿态估计的准确率。基于此,设计了一种可以充分提取视频时序信息的卷积神经网络结构,在获得高精度的同时也具有消耗计算资源小的优点,仅仅使用二维关节点的坐标为输入即可恢复完整的三维人体姿态。然后提出了一种新的损失函数利用相邻帧间人体姿态的连续性,来改进视频序列中三维姿态估计的平滑性,同时也解决了因缺少帧间信息而导致准确率下降的问题。通过在公开数据集Human3.6M上进行测试,实验结果表明本文方法相比目前的基准三维姿态估计算法的平均测试误差降低了1.2 mm,对于视频序列的三维人体姿态估计有着较高的准确率。
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    6. 基于生成对抗网络的零样本图像分类
    魏宏喜, 张越
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (12): 2345-2350.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0363
    摘要233)   HTML    PDF (2222KB)(263)   
    在图像分类任务中,零样本图像分类问题已成为一个研究热点。为了解决零样本图像分类问题,采用一种基于生成对抗网络(GAN)的方法,通过生成未知类的图像特征使得零样本分类任务转换为传统的图像分类任务。同时对生成对抗网络中的判别网络做出改进,使其判别过程更加准确,从而进一步提高生成图像特征的质量。实验结果表明:所提方法在AWA、CUB和SUN数据集上的分类准确率分别提高了0.4%、0.4%和0.5%。因此,所提方法通过改进生成对抗网络,能够生成质量更好的图像特征,从而有效解决零样本图像分类问题。
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    7. 无人驾驶矿用运输车辆感知及控制方法
    李宏刚, 王云鹏, 廖亚萍, 周彬, 余贵珍
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (11): 2335-2344.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0521
    摘要207)   HTML    PDF (4619KB)(412)   
    针对当前矿区生产作业效率低下、安全事故频发等问题,提出了一种矿用运输车辆无人驾驶感知及控制方法。感知部分,设计出基于激光雷达和毫米波雷达融合的多目标识别架构,在数据关联的基础上,应用基于卡尔曼滤波的联合概率数据关联(JPDA)算法实现矿区环境下多目标识别;控制部分,采用路径预瞄-跟踪的方式,将横向控制与纵向控制进行解耦,并通过反馈机制实时进行偏差修正,实现无人驾驶矿用运输车辆精准的横向与纵向控制。此外,搭建了矿车无人驾驶系统平台,在矿区不同场景下对上述感知及控制方法进行了测试。实验结果表明,感知算法能够实现道路可行驶区域的精确检测,并可识别出多种障碍物类型,控制算法在上下坡等场景下可实现无人驾驶矿用运输车辆纵向速度和横向位置的精准控制,满足实际应用需求。
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    8. 2020年第46卷第5期电子期刊
    北京航空航天大学学报    2020, 46 (5): 0-0.  
    摘要204)      PDF (23958KB)(138)   
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    9. 基于深度强化学习的软件定义卫星姿态控制算法
    许轲, 吴凤鸽, 赵军锁
    北京航空航天大学学报    2018, 44 (12): 2651-2659.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0357
    摘要203)   HTML    PDF (2170KB)(402)   
    深度强化学习(DRL)作为一种新型的基于机器学习的控制算法,在机器人和无人机等智能控制领域展现出了优异的性能,而卫星姿态控制领域仍然在广泛使用传统的PID控制算法。随着卫星的小型化、智能化以至软件定义卫星的出现,传统控制算法越来越难以满足姿态控制系统对适应性、自主性、鲁棒性的需求。因此对基于深度强化学习的姿态控制算法进行了研究,该算法使用基于模型的算法,比非基于模型的算法拥有更快的收敛速度。与传统控制策略相比,该算法无需对卫星的物理参数和轨道参数等先验知识,具有较强的适应能力和自主控制能力,可以满足软件定义卫星适应不同硬件环境,进行快速研发和部署的需求。此外,该算法通过引入目标网络和并行化启发式搜索算法之后,在网络精度和计算速度方面进行了优化,并且通过仿真实验进行了验证。
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    10. 基于铱星机会信号的定位技术
    秦红磊, 谭滋中, 丛丽, 赵超
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (9): 1691-1699.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0717
    摘要201)   HTML    PDF (4308KB)(342)   
    全球导航卫星系统(GNSS)到达地球表面的信号弱,易受干扰,并且需要投入大量的基础设施,而机会信号可有效弥补这方面的不足。针对目前陆基机会信号(广播、数字电视和移动基站等)存在的覆盖性、可用性限制,提出了利用铱星系统实现天基机会信号定位。通过对铱星信号的通信体制进行深入研究,建立了瞬时多普勒定位数学模型,提出了利用铱星信号的单音信号获取多普勒频率信息,并结合轨道预测模型计算的卫星轨道信息实现铱星定位的方法。实测数据验证结果表明,利用实际铱星信号能够实现精度优于200 m的定位。研究成果对基于机会信号的定位技术的理论研究及应用具有参考意义。
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    11. 自适应非奇异快速终端滑模固定时间收敛制导律
    赵国荣, 李晓宝, 刘帅, 韩旭
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (6): 1059-1070.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0621
    摘要195)   HTML    PDF (2124KB)(350)   
    针对机动目标的末制导拦截问题,设计了一种带攻击角度约束的非奇异快速终端滑模固定时间收敛制导律。与有限时间收敛终端滑模制导律相比,所提制导律能够确保弹目视线(LOS)角和弹目视线角速率在固定时间内是收敛的,并且收敛时间是独立于制导系统初始条件的,可以根据制导律参数预先给定。构造了一种新型的非奇异快速终端滑模面,有效解决了奇异性问题,同时通过合理地改变滑模面与弹目视线角跟踪误差的趋近律指数,使得制导系统比现有的固定时间收敛控制具有更快的收敛速率。此外,设计了一种自适应律,针对目标机动引起的未知扰动进行估计,使得制导律的设计无需预先知道任何关于目标机动的信息。通过仿真实验验证了所提制导律能够使导弹成功拦截机动目标,并且与现有制导律相比,具有更快的系统收敛速率、更高的拦截精度及更短的拦截时间。
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    12. 基于MBSE的民用飞机功能架构设计方法
    梅芊, 黄丹, 卢艺
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (5): 1042-1051.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0494
    摘要191)   HTML    PDF (5827KB)(432)   
    基于模型的系统工程(MBSE)理论越来越广泛地应用于民用飞机设计与功能需求分析领域。研究起始于基于用户需求的自顶向下的民机系统产品顶层用例,辨识相关关键子用例,进一步基于对象用例展开“需求—功能分析”,构建黑盒活动图、顺序图表达实现相关飞机级需求的黑盒功能流,从而明确系统接口和辨识子系统,构建经验证可靠的可进行逻辑仿真的黑盒状态机。在黑盒功能架构的基础上驱动基于人机交互系统模型仿真的民机功能架构“正向设计”过程,对黑盒进行解白,基于建模分析和数值仿真结果,构建实现相关飞机级需求的系统功能白盒架构的“正向设计”。为充分演示上述方法,选择了对民用飞机产品安全性具有关键影响的最后进近着陆场景用例作为案例模型。研究表明,基于MBSE的民用飞机功能架构设计方法充分保证了需求分析和功能架构设计的紧密结合,正向构建了以满足民机产品需求为导向的结构化系统设计方法。
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    13. 动量轮微振动机理及仿真
    马艳红, 刘珊珊, 王虹, 洪杰
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (7): 1273-1282.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0608
    摘要184)   HTML    PDF (4837KB)(363)   
    动量轮是卫星等航天器姿态控制和精度保持的关键机械部件,其微振动严重影响卫星姿态稳定度和成像精度。动量轮的非均匀、非连续几何构形和旋转效应会引起结构系统的参数激励和载荷激励。针对具有非均匀力学特征参数的动量轮结构系统动力学模型,通过分析动力学方程中各矩阵参数的扰动,进行动量轮微振动机理的研究。仿真和试验结果表明:动量轮结构系统内部存在基频和高频激励,其中基频主要来自支点动载荷,高频来自轴承碾压作用;轮缘的局部振动会随转速形成前后行波。
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    14. 基于图像纹理的自适应水印算法
    黄樱, 牛保宁, 关虎, 张树武
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (12): 2403-2414.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0369
    摘要184)   HTML    PDF (5194KB)(427)   
    图像水印技术是一种在图像中嵌入被称为水印的版权标记,以证明图像版权归属的技术。利用图像纹理粗糙区域易于隐藏水印的优势,提出了一种基于图像纹理的自适应水印算法。首先,设计了一种能够真实反映图像纹理丰富程度的纹理度量方法,引入全局纹理值和局部纹理值的概念来综合分析图像纹理的分布情况;其次,利用滑动窗口和窗口内区域的局部纹理值,精确地获取图像的纹理粗糙区域,将水印嵌入在纹理粗糙区域中,保证嵌入水印图像的视觉质量;然后,通过多元回归分析,得到水印嵌入参数与纹理粗糙区域的全局纹理值和局部纹理值的函数关系,根据区域的纹理值自适应地调整水印的嵌入参数,最大限度地保证水印的不可见性,增强水印的鲁棒性;最后,通过在多个不重叠的纹理粗糙区域中嵌入相同的水印,进一步提高水印提取的准确率。在100幅自然场景图像上进行模拟实验,从不可见性、自适应性和鲁棒性三个方面证实了所提算法相比已有自适应水印算法的优越性。
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    15. 基于快速自适应超螺旋算法的制导律
    刘畅, 杨锁昌, 汪连栋, 张宽桥
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (7): 1388-1397.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0654
    摘要178)   HTML    PDF (2884KB)(343)   
    针对地空导弹攻击机动目标的制导律设计问题,提出了一种有限时间稳定的新型二阶滑模制导律。在弹目相对运动模型的基础上,将制导问题转化为一阶系统的控制问题。在超螺旋(ST)算法中引入线性项和一种新的参数自适应律,提出了一种快速自适应超螺旋(FAST)算法,该算法不需要已知系统不确定性的边界且收敛速度较快。利用类二次型Lyapunov函数证明了系统有限时间稳定性,给出了收敛时间估计公式。通过与自适应滑模制导律、ST制导律和光滑二阶滑模制导律的仿真对比,验证了所设计的制导律在保证制导精度的同时,能够在有限时间内提高滑模变量的收敛速度,并且避免了参数选择困难的问题。
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    16. 2020年第46卷第4期电子期刊
    北京航空航天大学学报    2020, 46 (4): 0-0.  
    摘要174)      PDF (75851KB)(299)   
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    17. 基于CSI-XGBoost的高精度WiFi室内定位算法
    张玄黎, 修春娣, 王延昭, 杨东凯
    北京航空航天大学学报    2018, 44 (12): 2536-2544.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0268
    摘要170)   HTML    PDF (7151KB)(341)   
    考虑到室内环境的复杂性和多径效应对WiFi指纹定位性能的影响从Intel 5300无线网卡中提取信道状态信息(CSI),利用修正后的CSI幅值和相位信息作为指纹特征,使用极限梯度提升(XGBoost)算法构建高精度指纹库,实现分米级的高精度室内定位。进一步通过实测数据分析了采样间隔、室内视距(LOS)和非视距(NLOS)环境、缺失值和数据维度等因素对所提算法定位性能的影响。实际室内环境下的实验结果表明,本文算法受NLOS影响较小,对室内复杂环境有很强的鲁棒性;此外,该算法能够很好地处理高维稀疏数据,解决CSI指纹特征的"误匹配"问题,且对缺失数据不敏感,定位准确度优于90%。
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    18. 自适应关联波门机动群目标跟踪算法
    杜明洋, 毕大平, 潘继飞, 王渊博
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (7): 1435-1443.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0668
    摘要169)   HTML    PDF (5456KB)(241)   
    为解决中心群跟踪(CGT)算法中由于群机动造成的量测丢失、估计误差增大的问题,提出了一种基于自适应关联波门的机动群目标跟踪算法。首先,将CGT算法与交互式多模型(IMM)算法结合,并利用最新量测信息对IMM算法中的转移概率矩阵进行实时修正。其次,设计了一种用于整体机动和分离机动的自适应关联波门,根据机动时刻模型的新息协方差对其进行自适应调整,确保量测点迹进入波门。仿真结果表明,所提算法一方面减小了传统固定转移概率矩阵带来的估计误差,将优势模型的平均概率由0.58增加到了0.7;另一方面,设计的自适应关联波门有效解决了目标机动带来的有效量测减少的问题,相比于传统波门,目标失跟率减少了30%,具备工程实用性。
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    19. 基于生成对抗网络的航天异常事件检测方法
    张克明, 蔡远文, 任元
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (7): 1329-1336.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0682
    摘要168)   HTML    PDF (1705KB)(397)   
    航天环境复杂,技术难度大,风险高,安全可靠性要求苛刻。航天异常事件样本少,且难以获取,有针对性地开展异常事件检测(AED)很有必要。为预防航天事故,尽早发现可能导致故障的异常事件,深入研究了最新人工智能和生成对抗网络(GAN)技术,提出了一种基于生成对抗网络的航天异常事件检测方法。使用正生成对抗网络模拟生成正常事件样本,训练反生成对抗网络模拟生成异常事件样本,设计合理算法训练测试,计算输入事件与正生成对抗网络生成的模拟正常事件欧氏距离,以及输入事件与反生成对抗网络生成的模拟异常事件的欧氏距离差,实现对异常事件的精确检测。通过在美国国家标准与技术研究所数据库(MNIST)数据集全部使用正常数据训练,并对异常事件检测性能进行了试验验证,试验结果表明:在MNIST数据集下,精确率和召回率综合评价指标(F1)及精确率和召回率曲线下面积(PRC)等关键技术指标比变分自动编码器(VAE)方法相应指标性能至少分别提升了31%和11%。在真实环境下采集的模拟航天音频数据试验,异常事件检测性能良好,进一步证实了所提方法真实可用。
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    20. 车用锂离子电池直冷热管理系统用冷媒研究进展
    杨世春, 周思达, 张玉龙, 华旸
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (11): 2123-2132.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0115
    摘要168)   HTML    PDF (1413KB)(283)   
    电动汽车用直冷系统是未来电动汽车热管理系统的可行解决方案之一,在整车减重、改善温度一致性等方面具备较大潜力。冷媒是直冷热管理系统的重要组成,影响直冷系统制冷能力、效率、安全性等因素。选择高效、匹配的冷媒对直冷热管理系统设计格外重要。梳理了近年来电动汽车直冷热管理系统用冷媒的研究进展。首先,基于电动汽车工况阐述了锂离子电池的热特性需求与直冷热管理系统特性;其次,系统分析了常用冷媒特性的定义与表征;然后,详细介绍了单质冷媒与混合冷媒的研究进展;最后,总结了冷媒亟待解决的问题与未来展望,并为新一代直冷热管理系统用冷媒的发展提出了可行的研究方向。
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    21. 一种基于改进KELM的在线状态预测方法
    朱敏, 许爱强, 陈强强, 李睿峰
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (7): 1370-1379.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0685
    摘要167)   HTML    PDF (3633KB)(458)   
    针对核超限学习机(KELM)在线状态预测过程中,核矩阵阶数不断增长且难以跟踪时变动态特征的问题,提出了一个具有遗忘因子的稀疏KELM在线状态预测方法。通过引入遗忘因子构建新的目标函数,使稀疏字典中各元素依据时间远近具有不同权重,保证了模型对动态变化的有效跟踪;通过最小化字典的快速留一交叉验证(FLOO-CV)误差,选择具有预定规模的关键节点构成字典;基于当前字典,通过矩阵初等变换和分块求逆,实现相关参数的递推更新。某型飞机发动机的状态预测结果表明,与目前已有的3种在线序贯KELM相比,所提方法在6个监测项目上的平均训练时间分别缩短了7.5%、62.0%和81.9%,平均预测精度分别提升了44.0%、19.9%和50.9%。
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    22. 基于全局稀疏地图的AGV视觉定位技术
    张浩悦, 程晓琦, 刘畅, 孙军华
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (1): 218-226.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0272
    摘要167)   HTML    PDF (4502KB)(352)   
    为了实现自动导引车(AGV)在复杂工业环境下的高精度定位,克服环境变化给定位带来的影响,提出了基于全局稀疏地图的视觉定位方法。首先,设计了大容量二维编码点,作为人工路标铺设在工业环境的地面;然后,基于一种四边形识别算法,在复杂工业环境中准确分割和识别二维编码点;最后,利用二维编码点提供的编码信息,鲁棒匹配图像中的特征点,并以此为基础,使用一种分参数块优化的三维重建策略,实现了工业环境的大规模地图构建,为AGV视觉定位提供了一种稀疏电子地图。AGV视觉的定位通过匹配车载视觉传感器图像中的特征点和稀疏电子地图实现。停车重复定位精度小于0.5 mm,角度偏差小于0.5°,轨迹平均位移误差小于0.1%。实际应用结果表明,该方法能在复杂工业环境中实现AGV视觉的定位,定位的速度和精度方面都满足工业应用的要求,为AGV的视觉定位提供了新的思路。
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    23. 基于双层K近邻算法航站楼短时客流量预测
    邢志伟, 何川, 罗谦, 蒋祥枫, 刘畅, 丛婉
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (1): 26-34.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0259
    摘要165)   HTML    PDF (3378KB)(219)   
    航站楼离港客流量在短时期内呈现准周期性规律变化,易受航班计划、天气等多种因素影响,表现出复杂的非线性特点。为了实现航站楼短时客流量的准确预测,在传统K近邻(KNN)算法基础上增加了航班计划状态模式匹配方法,以航班计划包含的多维属性作为特征选取相似历史运营日作为预测基准向量,建立基于航站楼短时客流量预测的双层K近邻模型。通过实例分析,与ARIMA模型和传统K近邻模型等进行比较,证明双层K近邻模型预测误差更小,精度更高,模型拟合度相对传统K近邻模型提高了8%~10%,为航站楼短时客流量精确预测提供了一种新的解决思路。
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    24. 基于ADMM算法的航空发动机模型预测控制
    单睿斌, 李秋红, 何凤林, 冯海龙, 管庭筠
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (6): 1240-1247.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0599
    摘要165)   HTML    PDF (1641KB)(289)   
    为了提升航空发动机非线性模型预测控制(MPC)的实时性,将交替方向乘子法(ADMM)应用于模型预测控制的滚动优化中。基于状态空间模型构造预测方程,通过引入辅助变量和对偶变量,将二次型性能指标和发动机约束改写为适合ADMM算法求解的形式。在航空发动机部件级模型上开展的仿真结果表明,基于ADMM算法的单变量模型预测能够实现对指令信号的高性能跟踪和约束的有效管理。相比于内点法(IPM),ADMM算法在滚动优化过程中,在不同控制指令下,均具有更高的实时性,且在预测时域增加的情况下,计算耗时增加更少,验证了其在模型预测控制中应用的有效性。
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    25. 一种考虑GPS信号中断的导航滤波算法
    何康辉, 董朝阳, 王青
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (9): 1874-1881.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0786
    摘要163)   HTML    PDF (2601KB)(229)   
    针对无人机惯性(INS)/GPS组合导航系统,考虑导航过程中存在的GPS数据中断的问题,设计了一种改进的滤波算法。首先建立了无人机导航运动学模型,再将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)技术和强跟踪滤波结合,利用模糊理论中的隶属度函数设计了一种模糊强跟踪扩展卡尔曼滤波(STEKF)算法。仿真结果表明,所设计的改进算法能够快速适应GPS信号突变,即当GPS信号从故障状态恢复到正常状态时,改进算法相较普通EKF算法能更快速地收敛到稳定状态,重新完成对飞行状态的估计。同时相较普通EKF和强跟踪扩展卡尔曼滤波算法,改进算法具有更高的滤波精度。
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    26. 成分数据的空间自回归模型
    黄婷婷, 王惠文, SAPORTA Gilbert
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (1): 93-98.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0253
    摘要162)   HTML    PDF (1702KB)(270)   
    针对已有成分数据线性回归模型对研究对象相互独立的严格要求,提出了含有成分数据和普通数据的空间自回归模型,在此基础上提出了成分数据空间自回归模型的估计方法。新模型结合了空间自回归模型处理因变量之间相互依赖的优势,可同时处理成分数据和普通数据。通过利用等距对数比(ilr)变换将成分数据解约束,得到了新模型的参数估计量。蒙特卡罗模拟实验验证了所提估计方法的有效性。
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    27. 基于飞行数据的无人机平飞动作质量评价模型
    滕怀亮, 李本威, 高永, 杨栋, 张赟
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (10): 2108-2114.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0029
    摘要159)   HTML    PDF (2498KB)(374)   
    针对无人机(UAV)操纵质量高低多依赖专家主观评判、不同飞行动作缺乏针对性评判标准的问题,建立了根据飞行数据客观评价无人机平飞动作质量的模型。首先通过建立平飞判别规则识别无人机飞行数据中的平飞动作数据段,然后根据布林通道理论计算各平飞数据段内多个飞行参数的得分值,最后通过"熵权法"确定各参数的权重,进而得到反映不同无人机操控手平飞动作质量的指标数据。将一次四边平飞训练任务中4组不同无人机操控手操纵和1组无人机自主控制的飞行数据输入该模型,计算结果表明,模型可以较好地识别平飞动作并区分不同操控手平飞动作质量的高低,可以为无人机操控手的训练提供参考。
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    28. 基于速度障碍法的飞行冲突解脱与恢复策略
    王泽坤, 吴明功, 温祥西, 蒋旭瑞, 高阳阳
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (7): 1294-1302.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0650
    摘要157)   HTML    PDF (4096KB)(275)   
    针对飞行中的冲突解脱和航迹恢复问题,在速度障碍法模型的基础上提出了一种几何优化的方法,并对这个问题进行了严格的数学描述。首先根据飞机之间的相对位置和速度关系,确定其冲突类型,以及是否满足各解脱策略的条件,选取相应的解脱策略,待冲突解脱完成后,飞机恢复至原航线飞行。然后通过几何分析,理论推导,该模型能够有效解决飞行冲突,并且具体给出冲突解脱和航迹恢复的位置。最后在仿真中,所提方法根据不同场景能够自主选择冲突解脱策略,结果显示该方法简单高效,并且在航迹恢复过程中不引入新的飞行冲突。
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    29. 自研激光雷达三维点云配准技术
    呼延嘉玥, 徐立军, 李小路
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (10): 2099-2107.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0014
    摘要156)   HTML    PDF (5504KB)(293)   
    为了实现激光雷达点云与图像重建点云的三维空间配准,基于自研三维扫描激光雷达系统,提出了新型的快速多尺度因子(FMSR)点云配准算法,研究了空间点云配准技术。该算法主要包括初始配准和精确配准2个步骤:初始配准使用基于尺度自适应关键点质量(ASKQ)的点云特征提取算法,提取关键点的特征匹配对,求解点云配准初始参数;精确配准利用K-邻近(KNN)算法全局搜索,提升计算效率,多次迭代得到2组点云之间的最优旋转矩阵、最优平移向量和最优尺度因子。仿真和实验结果表明,所提出的算法对空间目标(尺寸为20.30 m×7.85 m×26.56 m)实现空间点云配准,配准精度达到0.194 m,运行时间为16.207 s;与多尺度迭代最近点(S-ICP)算法相比,配准精度提高了0.131 m,运行时间提高了30%。所提出的空间点云配准技术可为场景重建和纹理匹配提供算法基础。
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    30. 基于出行链的电动汽车充电行为影响因素分析
    于海洋, 张路, 任毅龙
    北京航空航天大学学报    2019, 45 (9): 1732-1740.   DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0566
    摘要152)   HTML    PDF (3119KB)(282)   
    随着电动汽车的快速发展,大规模电动汽车充电将给电力系统规划和运行带来不可忽视的影响,研究电动汽车的充电行为及其影响因素,并实时预测潜在的充电行为越发迫切。基于北京市私家电动汽车的历史车联网数据,引入出行链的概念,综合电动汽车充电过程和放电过程的数据,从实际出发考虑影响电动汽车充电行为的多种潜在因素,并通过logistic回归模型分析确定了显著影响充电行为的因素。分别基于单一和多个显著影响因素建立电动汽车充电行为的预测模型,预测结果表明,基于多个显著影响因素的模型准确率更高,且对晴天的预测效果更好。研究成果将有助于优化电动汽车的充电行为,进而提高电动汽车的充电效率。
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