检索结果-内蒙古大学图书馆

西北工业大学学报 2025年第1期43卷 128-139页

作者：张云飞王宏伦张梦华巩轶男北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京100191 海鹰航空通用装备有限责任公司北京100074

针对无人机动态滑翔问题,提出了一种基于深度强化学习的航迹优化方法。该方法综合利用梯度风能和太阳能,引入了障碍物约束以模拟复杂障碍环境。使用神经网络近似逼近高斯伪谱方法求解航迹的策略,在训练得到的策略基础上利用双延迟深度... 详细信息

针对无人机动态滑翔问题,提出了一种基于深度强化学习的航迹优化方法。该方法综合利用梯度风能和太阳能,引入了障碍物约束以模拟复杂障碍环境。使用神经网络近似逼近高斯伪谱方法求解航迹的策略,在训练得到的策略基础上利用双延迟深度确定性策略梯度算法进行策略改进,在大幅度提升推理实时性的同时解决了传统最优控制算法在动态滑翔领域难以应对变化风场的问题。实验针对动态滑翔2种经典模式进行仿真验证,之后在考虑多种能量源的情况下进行蒙特卡洛仿真。结果表明,基于深度强化学习的动态滑翔航迹优化方法在单个滑翔周期内获能与最优结果相近,而实时推理决策时间减少了91%。在变化风场环境下,文中方法相较于传统方法具有更强的适应性。

关键词：动态滑翔强化学习高斯伪谱航迹优化

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拦截机动目标的分布式协同围捕制导方法

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航空学报 2022年第9期43卷 513-533页

作者：于江龙董希旺李清东吕金虎任章北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京100191 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191

研究了多领导者-多跟随者模式下多飞行器协同拦截机动目标的分布式协同围捕制导问题。借鉴狼群协同围捕大机动猎物的行为学机理,在数学层面抽象出领-从模式协同制导架构、分布式通信与状态估计以及多路多方向协同围捕制导律3种映射策略... 详细信息

研究了多领导者-多跟随者模式下多飞行器协同拦截机动目标的分布式协同围捕制导问题。借鉴狼群协同围捕大机动猎物的行为学机理,在数学层面抽象出领-从模式协同制导架构、分布式通信与状态估计以及多路多方向协同围捕制导律3种映射策略。首先,针对领-从模式协同制导架构,提出了多领导者-多跟随者协同围捕方案。其次,针对多领导者飞行器,设计带有目标不确定机动补偿的协同逆轨拦截制导律,为跟随者飞行器提供有利的围捕拦截参考轨迹。再次,针对多跟随者,利用分布式状态观测器对多领导者状态轨迹凸组合进行估计,进而设计了时变围捕视线角编队跟踪制导律,引入动态增益补偿系统来解决最大可用过载受限问题。然后,证明了闭环系统稳定性,并给出了协同制导可行性分析结论。最后,对理论结果进行仿真验证,结果显示,多飞行器在目标逃逸方向两侧形成一定散布的围捕构型,即存在若干飞行器的末制导拦截阵位是合适的,提高了对机动目标的拦截效能。

关键词：协同制导时变编队跟踪围捕制导机动目标逆轨拦截领从模式视线角编队

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碳纤维液压缸热-力耦合模型与分析

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机械工程学报 2025年第8期61卷 308-318页

作者：于天刘志成李瑶万晓飞焦宗夏尚耀星北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京航空航天大学宁波创新研究院北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院

碳纤维液压缸可有效减轻液压系统重量，是移动装备液压驱动系统节能减排的新手段。碳纤维复合材料的应力特性与热膨胀系数存在极强的各向异性，使得相邻不同角度复合材料铺层之间会产生较大的应力、应变差异。因此碳纤维液压缸的热-力... 详细信息

碳纤维液压缸可有效减轻液压系统重量，是移动装备液压驱动系统节能减排的新手段。碳纤维复合材料的应力特性与热膨胀系数存在极强的各向异性，使得相邻不同角度复合材料铺层之间会产生较大的应力、应变差异。因此碳纤维液压缸的热-力耦合分析相比起传统金属油缸尤为重要，但相关研究缺乏不同油液温度下碳纤维液压缸的力学性能分析。建立层合筒径向温度分布模型与热-力耦合模型，解算额定内压、不同温度梯度下的碳纤维层合筒应力分布与缸体内径变形，并进一步通过失效准则对碳纤维液压缸的安全性能进行分析。建模与分析对象为课题组提出的某型碳纤维液压缸的纤维增强层。研究发现热负载会在碳纤维横截面方向产生压应力，抵消由内压在此方向上产生的拉应力，提高纤维增强层的安全系数；缸体内径变形量减小，满足密封要求。碳纤维液压缸热-力耦合分析可有效指导碳纤维液压缸筒设计。

关键词：液压缸碳纤维热-力耦合各向异性温度分布热应力

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干扰和执行器故障下的舰载机着舰容错控制系统

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南京航空航天大学学报 2022年第5期54卷 949-957页

作者：段海滨袁洋张秀林北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所

本文提出了一种执行器故障的舰载机着舰容错控制系统，该系统可有效抑制着陆过程中的外界干扰和执行器故障带来的不利影响。首先，利用基于最小二乘的自回归模型对甲板运动进行预测，以获得在波浪干扰下的准确落点；其次，设计了下滑路... 详细信息

本文提出了一种执行器故障的舰载机着舰容错控制系统，该系统可有效抑制着陆过程中的外界干扰和执行器故障带来的不利影响。首先，利用基于最小二乘的自回归模型对甲板运动进行预测，以获得在波浪干扰下的准确落点；其次，设计了下滑路径导引律，利用该导引律生成飞行航迹角；此外，设计了基于干扰观测器的快速终端积分滑模控制器，利用低通滤波器实现了控制器串联设计；最后，通过李雅普诺夫函数证明了该容错控制方法的跟踪误差一致有上界。将本文方法与比例-积分-微分控制器进行了对比数值仿真，验证了该算法的可行性。

关键词：自动着舰容错控制自回归模型快速终端积分滑模控制器

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异构集群系统分布式自适应输出时变编队跟踪控制

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自动化学报 2021年第10期47卷 2386-2401页

作者：田磊董希旺赵启伦李清东吕金虎任章北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京100191 北京航空航天大学大数据科学与脑机智能高精尖创新中心北京100191 北京电子工程总体研究所北京100854

提出了一种能够解决高阶异构集群系统输出时变编队跟踪问题的控制方法.集群系统中的智能体分为领导者和跟随者,领导者和跟随者的动力学模型可以完全不同.跟随者的输出在跟踪领导者输出的同时保持时变编队实现协同运动.考虑了领导者存在... 详细信息

提出了一种能够解决高阶异构集群系统输出时变编队跟踪问题的控制方法.集群系统中的智能体分为领导者和跟随者,领导者和跟随者的动力学模型可以完全不同.跟随者的输出在跟踪领导者输出的同时保持时变编队实现协同运动.考虑了领导者存在已知或未知控制输入、领导者和跟随者均存在未知扰动、有向通信拓扑存在切换等多种因素并存的情况,结合观测器理论、自适应控制理论和滑模控制理论设计了完全分布式的输出时变编队跟踪控制协议,摆脱了对领导者控制输入上界值、与通信拓扑相关的拉普拉斯矩阵的特征值以及时变编队函数等全局信息的依赖.利用Lyapunov理论证明了在有向拓扑切换条件下异构集群系统的闭环稳定性.最后通过数值仿真对理论结果的有效性进行了验证.

关键词：异构集群系统时变编队跟踪分布式控制自适应控制有向拓扑切换

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拒止环境下基于“忠诚僚机”的护航策略

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北京航空航天大学学报 2021年第5期47卷 1058-1067页

作者：田磊赵启伦董希旺李清东吕金虎任章北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京100083 北京电子工程总体研究所北京100854 北京航空航天大学大数据科学与脑机智能高精尖创新中心北京100083

护航策略一直是各军事大国的重点研究内容之一,拒止环境具有强电磁干扰、强对抗博弈等特点,进而对护航策略提出了更高的要求。提出了一种基于分布式时变编队跟踪控制方法的护航策略,该策略中由高成本长机探测到敌方来袭导弹,在进行规避... 详细信息

护航策略一直是各军事大国的重点研究内容之一,拒止环境具有强电磁干扰、强对抗博弈等特点,进而对护航策略提出了更高的要求。提出了一种基于分布式时变编队跟踪控制方法的护航策略,该策略中由高成本长机探测到敌方来袭导弹,在进行规避的同时,释放多个低成本僚机担任“忠诚僚机”。采用时变编队跟踪的控制方法,使僚机始终处于长机与敌方来袭导弹的视线轴上,必要时牺牲僚机以保全长机。针对敌方来袭导弹的方位角是全局信息,设计了分布式观测器对其进行估计。在拒止环境下,复杂电磁干扰带来通信时断时续,导致长机与僚机及僚机与僚机之间的通信拓扑存在切换。为应对电磁干扰对通信拓扑的破坏,提高抗电磁干扰能力,考虑僚机外部扰动和长机规避机动动作同时存在的情况,基于观测器理论、自适应控制理论和滑模控制理论,构造了具体通信拓扑切换机制的分布式控制协议,并利用Lyapunov理论证明了僚机采用该协议能够实现拒止环境下基于“忠诚僚机”的护航策略。通过仿真模拟导弹来袭场景,验证了所提策略的有效性。

关键词：护航策略拒止环境分布式观测器滑模控制自适应控制

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飞机新原理电液自馈能刹车系统设计与优化

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航空学报 2021年第6期42卷 53-63页

作者：刘晓超焦宗夏尚耀星张昊王曦宇李定波北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院北京100083 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800 飞行器控制一体化国防科技重点实验室北京100083

当前,传统飞机液压刹车系统普遍采用集中式的机载液压源作为动力,液压能通过能源管路传输到刹车作动器,整个系统零部件数目众多,管路布局复杂,由此带来的管路振动、液压油泄漏等问题突出,限制了飞机刹车系统可靠性和可维护性的提升。近... 详细信息

当前,传统飞机液压刹车系统普遍采用集中式的机载液压源作为动力,液压能通过能源管路传输到刹车作动器,整个系统零部件数目众多,管路布局复杂,由此带来的管路振动、液压油泄漏等问题突出,限制了飞机刹车系统可靠性和可维护性的提升。近年来,一种飞机新原理电液自馈能刹车系统被提出,将模块化的"自馈能装置"安装在机轮附近,回收机轮着陆时的旋转动能,并将其转换成液压能,用于刹车作动。提出了一种利用波浪曲面进行取能的专用取能机构,设计了自馈能系统紧凑型专用取能机构,研制了高可靠、低能耗、高抗污染的自馈能刹车系统原理样机,完全实现了自馈能,即使飞机失去全部动力也能正常完成刹车功能,使抗污染等级从NAS6级提升到NAS10级,可靠性和可维护性优于传统液压刹车。

关键词：飞机液压刹车系统自馈能刹车动能回收取能机构开关阀刹车

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基于时变编队控制的有人-无人集群协同飞行策略

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指挥与控制学报 2022年第1期8卷 57-63页

作者：田磊王晓东董希旺化永朝任章北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京100191 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 北京电子工程总体研究所北京100854

提出了一种基于分布式时变编队跟踪控制方法的有人-无人集群系统协同飞行策略.在该策略中,预警机、五代机等高价值有人作战单元担任领航者,多架低成本无人机担任跟踪者.低成本无人机可以由高价值有人作战单元在适当时机布撒后伴飞.策略... 详细信息

提出了一种基于分布式时变编队跟踪控制方法的有人-无人集群系统协同飞行策略.在该策略中,预警机、五代机等高价值有人作战单元担任领航者,多架低成本无人机担任跟踪者.低成本无人机可以由高价值有人作战单元在适当时机布撒后伴飞.策略的核心是使低成本的无人机始终处于我方高价值有人作战单元与敌方来袭导弹的视线轴上,承担被击落的风险,起到干扰、诱骗等作用,充当我方高价值有人作战单元的“忠诚僚机”.基于有限时间控制理论、观测器理论、自适应控制理论,给出了无人机在自身存在未知扰动且有人作战单元存在未知机动情况下能够实现该策略的分布式控制协议,并利用李雅普诺夫理论对协议的有效性进行了证明.最后通过数值仿真算例对理论结果进行了验证.

关键词：分布式时变编队跟踪有人 - 无人集群系统有限时间控制未知扰动自适应控制协议

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基于深度强化学习和导航向量场的卫星规避拦截算法

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无人系统技术 2023年第1期6卷 62-71页

作者：张云飞王宏伦张梦华刘一恒吴健发北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京100191 北京宇航系统工程研究所北京100076 北京控制工程研究所北京100194

针对在轨卫星规避拦截问题,提出了一种新的基于强化学习和三维李雅普诺夫导航向量场(3D-LGV)算法。首先,采用3D-LGV产生收敛于椭圆轨道的趋近律,保证规避拦截后能再次入轨。其次,针对拦截卫星利用扰动流体动态系统算法(IFDS)产生扰动流... 详细信息

针对在轨卫星规避拦截问题,提出了一种新的基于强化学习和三维李雅普诺夫导航向量场(3D-LGV)算法。首先,采用3D-LGV产生收敛于椭圆轨道的趋近律,保证规避拦截后能再次入轨。其次,针对拦截卫星利用扰动流体动态系统算法(IFDS)产生扰动流场,利用该扰动流场对导航向量场产生的趋近律进行修正,从而保证卫星能有效地规避拦截。由于IFDS算法中扰动流场大小和方向主要受其中反应系数和方向系数的影响,采用近端策略优化深度强化学习算法作为决策层输出反应系数和方向系数,用于指导卫星在不同场景下提供合适的对导航向量场的修正。最后,通过将IFDS算法修正后的趋近律作为卫星的最终运动方向,实现了整个规避过程。在构建的不同场景下进行了对比实验,结果表明,相较于滚动时域优化算法(RHC)、人工势场算法(APF)和传统IFDS算法,基于强化学习的算法决策时间更短、规避效果更好,在不同场景下均能实现有效规避。同时,对该算法进行蒙特卡洛仿真,统计结果显示卫星规避成功率高达98%。因此,此研究对智能方法在卫星规避拦截领域的应用具有一定价值。

关键词：规避拦截李雅普诺夫导航向量场扰动流体动态系统近端策略优化强化学习智能决策

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异构多智能体系统分组输出时变编队跟踪控制

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航空学报 2020年第7期41卷 295-306页

作者：田磊赵启伦董希旺李清东任章北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室北京100083 北京电子工程总体研究所北京100854 北京航空航天大学大数据科学与脑机智能高精尖创新中心北京100083

空地协同控制是前沿的热点研究之一,以无人机、无人车为代表的空地智能体动力学模型的差异为研究带来了挑战。研究了高阶异构多智能体系统在有向拓扑条件下的分组输出时变编队跟踪控制问题,提出了虚拟领导者、分组领导者以及跟随者组成... 详细信息

空地协同控制是前沿的热点研究之一,以无人机、无人车为代表的空地智能体动力学模型的差异为研究带来了挑战。研究了高阶异构多智能体系统在有向拓扑条件下的分组输出时变编队跟踪控制问题,提出了虚拟领导者、分组领导者以及跟随者组成的三层协同控制架构。虚拟领导者用于规划整个多智能体系统的状态轨迹,分组领导者跟踪虚拟领导者所提供的轨迹信息,并相互协作以实现分组间的协同配合。跟随者跟踪分组领导者的输出并实现期望的输出编队。在有向通信拓扑结构条件下,基于局部邻居间的相对信息、观测器理论和滑模控制理论构造了控制协议,利用Lyapunov稳定性理论证明协议的有效性。数值仿真结果表明提出的方法能够实现无人机、无人车等异构智能体的空地协同,具有较好的工程应用价值。

关键词：空地协同控制高阶异构多智能体系统分组输出时变编队跟踪滑模控制观测器理论

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