检索结果-内蒙古大学图书馆

中国空间科学技术(中英文) 2025年第1期45卷 113-123页

作者：刘晨熊智华冰张玲杨闯邹伟全南京航空航天大学自动化学院南京211106 先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106 南京航空航天大学航天学院南京211106

哺乳动物具备根据大脑中的导航细胞感知外源性信息以及自运动信息进行自身定位与导航的能力,这为发展智能性高、自适应性强的无人机导航方法提供了较好的生物模型。对关键导航细胞神经机理以及信息融合建模方法进行研究,针对传统基于视... 详细信息

哺乳动物具备根据大脑中的导航细胞感知外源性信息以及自运动信息进行自身定位与导航的能力,这为发展智能性高、自适应性强的无人机导航方法提供了较好的生物模型。对关键导航细胞神经机理以及信息融合建模方法进行研究,针对传统基于视觉的类脑认知地图构建方法回环检测实时性不高,检测点稀疏的问题,提出了基于位置细胞与网格细胞信息融合的类脑导航方法。首先,利用连续吸引子神经网络以及各向同性高斯网络分别对网格细胞以及位置细胞进行建模,实现了路径积分以及位置测量,在此基础上提出网格细胞置零算法提高了网格细胞大范围计算效率;其次,通过赫布学习规则得到两种细胞网络的连接权值矩阵,实现了位置细胞对网格细胞路径积分的实时校正过程;最后,基于神经元群体矢量加权平均以及网格细胞顶点位置处理解码方法得到无人机的三维位置。实验结果表明:所提方法能够在大范围空间内对无人机三维位置进行精确解算,相较于传统导航定位算法精度有所提升,进一步拓展了无人机三维类脑导航方法的应用范围。

关键词：类脑导航位置细胞网格细胞赫布学习吸引子神经网络

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考虑约束的高超声速飞行器制导与控制一体化设计

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宇航学报 2022年第5期43卷 649-664页

作者：唐建齐瑞云姜斌南京航空航天大学自动化学院南京211106 南京航空航天大学先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106

针对高超声速飞行器上升段飞行过程中强耦合、强非线性同时要求满足过程约束的特点,提出了一种结合级联控制方法和控制障碍函数的新型三维制导控制一体化算法。首先通过对速度子系统设计控制障碍函数约束算法来满足飞行器的过程约束要求... 详细信息

针对高超声速飞行器上升段飞行过程中强耦合、强非线性同时要求满足过程约束的特点,提出了一种结合级联控制方法和控制障碍函数的新型三维制导控制一体化算法。首先通过对速度子系统设计控制障碍函数约束算法来满足飞行器的过程约束要求,然后利用反步法、动态逆控制方法设计其余子系统的控制器,两者共同组成制导控制一体化控制器。考虑到飞行器在上升过程中容易遭遇阵风扰动的问题,设计非线性干扰观测器以增强算法的鲁棒性。最后通过李雅普诺夫函数证明了系统的稳定性,并且通过仿真验证了该新算法能够在满足高超声速飞行器上升段过程约束的同时,实现飞行器的三维跟踪控制。

关键词：高超声速飞行器制导与控制一体化级联控制干扰观测器控制障碍函数

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集群无人机协同导航构型优选方法

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电光与控制 2024年第5期31卷 83-88页

作者：马铭江熊智王融陈明星南京航空航天大学自动化学院导航研究中心南京211000 先进飞行器导航控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211000 安徽工程大学电气工程学院安徽芜湖241000

针对现有集群无人机协同导航构型优选方法运算效率低的问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的集群无人机协同导航构型优选方法。首先利用协同精度因子作为构型评估标准提高评估精度,并在此基础上,采用自适应惯性因子和非对称学习因子... 详细信息

针对现有集群无人机协同导航构型优选方法运算效率低的问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的集群无人机协同导航构型优选方法。首先利用协同精度因子作为构型评估标准提高评估精度,并在此基础上,采用自适应惯性因子和非对称学习因子对粒子群优化算法进行改进,提升了算法的寻优性能以及收敛速度,同时筛选出最优构型,提高了集群无人机协同导航的定位精度。仿真结果表明,改进粒子群优化算法与传统粒子群优化算法相比,构型的协同精度因子值减小了33%。在此基础上,所提优选方法提升了对集群中用户机的定位精度,减小了构型优选的计算量,利于大规模无人机集群的广泛应用。

关键词：集群无人机协同导航构型优选改进粒子群

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基于高斯粒子滤波与消息传递的协同导航方法

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中国惯性技术学报 2022年第1期30卷 22-28,36页

作者：陈明星熊智王融刘建业熊骏田世伟南京航空航天大学自动化学院导航研究中心南京211106 先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106 南京邮电大学物联网学院南京210023 国防创新研究院北京100000

针对无人机群协同导航问题,提出了因子图框架下基于高斯粒子滤波和消息传递算法的无人机群协同导航方法。所提方法利用因子图描述无人机群导航状态与自身量测以及相对导航信息之间的关系,并通过高斯粒子滤波实现因子图中节点之间的消息... 详细信息

针对无人机群协同导航问题,提出了因子图框架下基于高斯粒子滤波和消息传递算法的无人机群协同导航方法。所提方法利用因子图描述无人机群导航状态与自身量测以及相对导航信息之间的关系,并通过高斯粒子滤波实现因子图中节点之间的消息传递,完成无人机群导航状态的最大后验概率估计。仿真结果表明所提出的方法实现了机载多源传感信息与相对导航信息的有效融合,定位精度相比于基于因子图和粒子化消息传递的混合和积算法(H-SPAWN)提高50%以上。

关键词：协同导航因子图高斯粒子滤波消息传递无人机群

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基于改进麻雀搜索算法的无人机集群置信传播协同定位方法

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中国惯性技术学报 2021年第2期29卷 171-177页

作者：熊智李欣童熊骏陈明星刘建业南京航空航天大学自动化学院导航研究中心南京211106 先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106

针对无人机集群协同定位的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法的无人机集群置信传播协同定位方法。基于置信传播原理构建无人机集群的因子图模型,通过不断更新推断,以求得每个节点的后验概率分布;采用几何精度因子(GDOP)值为适应度函... 详细信息

针对无人机集群协同定位的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法的无人机集群置信传播协同定位方法。基于置信传播原理构建无人机集群的因子图模型,通过不断更新推断,以求得每个节点的后验概率分布;采用几何精度因子(GDOP)值为适应度函数,并对原始麻雀搜索算法进行混沌初始化和自适应变异改进,改善了算法限于局部最优的问题并提高了算法快速收敛性能。仿真结果表明,改进麻雀搜索算法在收敛精度和速度上实现了最优,大幅提升了僚机的定位精度,集群中定位误差小于0.5 m的累积误差分布达到了97.1%,高于原始置信传播的81.9%,同时简化了计算量,有利于大规模无人机集群的应用。

关键词：麻雀搜索算法无人机群置信传播协同定位

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视觉及其融合惯性的SLAM技术发展综述

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南京航空航天大学学报 2022年第6期54卷 1007-1020页

作者：曾庆化罗怡雪孙克诚李一能刘建业南京航空航天大学导航研究中心南京211106 先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106 卫星通信与导航江苏高校协同创新中心南京211106

当前视觉同时定位与建图(Simultaneous localization and mapping,SLAM)技术已经成为导航定位领域重要的导航方式之一。为提升视觉SLAM全天候多场景的综合性能,融合多种信息的视觉SLAM技术得到了快速发展。本文系统综述了近年国内外视觉... 详细信息

当前视觉同时定位与建图(Simultaneous localization and mapping,SLAM)技术已经成为导航定位领域重要的导航方式之一。为提升视觉SLAM全天候多场景的综合性能,融合多种信息的视觉SLAM技术得到了快速发展。本文系统综述了近年国内外视觉SLAM的研究成果。首先归纳整理了视觉及视觉/惯性SLAM中的前端里程计、后端优化、回环检测和地图构建关键环节。在纯视觉SLAM技术分析方面,围绕传统基于几何变换和现代基于深度学习的两大类视觉SLAM方法开展讨论,并梳理了相关具有代表性的视觉SLAM技术。在详细阐述视觉/惯性组合导航的多信息融合SLAM方法基础上,分析了近年基于异源图像的视觉及其与惯性组合的SLAM导航技术进展。最后对视觉SLAM的未来发展方向进行了针对性展望。

关键词：同时定位与建图异源图像视觉里程计惯性导航组合导航

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基于节点贡献度评估的集群无人机协同导航方法

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导航定位与授时 2024年第5期11卷 82-90页

作者：蒋旭熊智王融史晨发南京航空航天大学自动化学院导航研究中心先进飞行器导航控制与健康管理工业和信息化部重点实验室

针对集群无人机协同导航中传统构型优选效率低、实时性差等问题，提出了一种基于节点贡献度评估的集群无人机协同导航方法。推导了基于测距/测角信息的协同精度因子(CDOP)计算方法。并以CDOP为指标，提出了一种节点贡献度计算方法。采... 详细信息

针对集群无人机协同导航中传统构型优选效率低、实时性差等问题，提出了一种基于节点贡献度评估的集群无人机协同导航方法。推导了基于测距/测角信息的协同精度因子(CDOP)计算方法。并以CDOP为指标，提出了一种节点贡献度计算方法。采用模糊综合评价法，以贡献度和测距/测角误差为因素集，提出了节点贡献度综合评估方法。该方法综合考虑节点构型、量测误差等因素，实现了最优构型下的量测信息快速筛选。将筛选后的量测信息与INS位置估计融合，实现集群无人机的协同定位。仿真结果表明，相较于快速选星经验方法，所提出的算法定位精度明显提升，定位误差小于1 m的误差累积分布由15.4%提高到了49.1%。同时，在与改进粒子群优化算法精度相当的情况下，计算效率提升了2.96倍。

关键词：协同导航构型优选集群无人机协同精度因子模糊综合评价

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事件触发机制下的充液航天器姿态控制

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北京航空航天大学学报 2021年第2期47卷 382-390页

作者：董新蕾齐瑞云卢山王焕杰南京航空航天大学自动化学院南京211106 南京航空航天大学先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

针对液体大幅晃动、通信资源受限的充液航天器姿态控制系统,提出一种自适应滑模控制与事件触发机制相结合的控制策略。首先,针对固-液耦合的充液航天器姿态控制系统,选用滑模变结构控制来削弱液体大幅晃动的非线性影响,并设计自适应更... 详细信息

针对液体大幅晃动、通信资源受限的充液航天器姿态控制系统,提出一种自适应滑模控制与事件触发机制相结合的控制策略。首先,针对固-液耦合的充液航天器姿态控制系统,选用滑模变结构控制来削弱液体大幅晃动的非线性影响,并设计自适应更新律在线估计不确定参数来提高系统的鲁棒性。然后,考虑星载计算机资源的限制,设计相对阈值的事件触发机制来决定控制输入信号的更新,从而减少控制器与执行器之间的信号更新对通信网络的占用。最后,仿真结果表明,在液体大幅晃动下,所提控制策略不但可以使航天器姿态控制系统最终收敛到任意小的界内,而且可以减少96%的控制信号传输,减轻航天器的通信负载。

关键词：事件触发机制液体大幅晃动自适应滑模控制充液航天器姿态控制

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高超声速飞行器快速平滑自适应二阶滑模控制

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哈尔滨工业大学学报 2020年第12期52卷 35-41页

作者：文成馀江驹余朝军朱平先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室(南京航空航天大学) 南京210016

为解决高超声速飞行器在爬升的过程中存在严重匹配/非匹配不确定性的问题,提出了一种新型的自适应超螺旋滑模控制方法以抑制爬升段存在的匹配不确定性,并将该方法与滑模微分器相结合,以解决爬升段存在的非匹配不确定性.首先用滑模微分... 详细信息

为解决高超声速飞行器在爬升的过程中存在严重匹配/非匹配不确定性的问题,提出了一种新型的自适应超螺旋滑模控制方法以抑制爬升段存在的匹配不确定性,并将该方法与滑模微分器相结合,以解决爬升段存在的非匹配不确定性.首先用滑模微分器估计反馈线性化模型中速度和高度的各阶导数,以缩小反馈线性化模型与原模型的差距;其次在传统超螺旋滑模的基础上,加入线性项以提高收敛速度;将积分项中不连续的符号函数连续化,保证控制输入的平滑性,更大程度削弱抖振;针对未知上界复合干扰,设计了一种自适应参数可增大可减小的自适应律,保证参数既不过大估计,又可放宽初值的选取,保证收敛速度.仿真结果表明:改进后的控制方法可实现状态量在有限时间内跟踪上指令信号,完成控制要求;且相较于传统超螺旋滑模控制算法,改进的控制方法控制输入更加平滑,收敛速度更快,从而验证了该方法的有效性以及先进性.

关键词：高超声速飞行器爬升段超螺旋滑模快速平滑自适应

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基于最小特征值的挠性航天器执行器故障自适应补偿技术

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中国科学：信息科学 2021年第5期51卷 834-850页

作者：马亚杰姜斌任好南京航空航天大学自动化学院南京211106 先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室南京211106 江苏高校物联网与控制技术重点实验室南京211106

本文针对挠性航天器执行器故障问题,提出了一种基于最小特征值的自适应故障补偿方法.首先,针对由故障和挠性模态引起的系统不确定性进行参数化;其次,为了解决由故障引起的控制增益矩阵的不确定性,构造了新的控制增益矩阵,并利用该矩阵... 详细信息

本文针对挠性航天器执行器故障问题,提出了一种基于最小特征值的自适应故障补偿方法.首先,针对由故障和挠性模态引起的系统不确定性进行参数化;其次,为了解决由故障引起的控制增益矩阵的不确定性,构造了新的控制增益矩阵,并利用该矩阵的最小特征值设计标称控制信号;而后,设计自适应律对标称控制信号中的不确定参数进行估计,构成自适应控制信号,保证了系统稳定性和渐近跟踪性能;最后,仿真结果验证了本文提出的自适应控制方法的有效性.

关键词：执行器故障自适应补偿控制增益矩阵挠性航天器最小特征值

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