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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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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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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火星着陆器进入段轨迹优化与制导研究进展

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航天控制 2021年第4期39卷 3-12页

作者：姚晗诚齐瑞云南京航空航天大学自动化学院南京211100 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京211100

根据火星着陆器在进入段的飞行状况,分析并总结可能遭遇的困难与挑战;在间接法和直接法两方面概述飞行器轨迹优化方法,阐述当前飞行器轨迹优化研究现状以及火星着陆器进入段轨迹优化的应用情况;以标称轨迹制导法和预测校正制导法两方面... 详细信息

根据火星着陆器在进入段的飞行状况,分析并总结可能遭遇的困难与挑战;在间接法和直接法两方面概述飞行器轨迹优化方法,阐述当前飞行器轨迹优化研究现状以及火星着陆器进入段轨迹优化的应用情况;以标称轨迹制导法和预测校正制导法两方面分析火星着陆器进入段制导研究现状,并比较两种制导方法的优缺点,最后对火星着陆器未来研究方向做了展望。

关键词：轨迹优化制导方案不确定性标称轨迹制导法预测校正制导法

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空天飞行器直接力/气动力复合容错控制

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航空学报 2020年第11期41卷 78-91页

作者：董旺齐瑞云姜斌南京航空航天大学自动化学院南京211100 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京211100

考虑发生发动机推力损失故障的空天飞行器,针对直接力、气动力复合容错控制问题,设计一种基于自适应滑模的容错控制策略。首先,对于发生推力损失故障的摆动发动机,考虑X型安装的实际特点,对线性化后的俯仰通道控制模型进行故障等效,并... 详细信息

考虑发生发动机推力损失故障的空天飞行器,针对直接力、气动力复合容错控制问题,设计一种基于自适应滑模的容错控制策略。首先,对于发生推力损失故障的摆动发动机,考虑X型安装的实际特点,对线性化后的俯仰通道控制模型进行故障等效,并采用自适应的方法对故障及干扰信息进行估计,综合利用舵面与发动机摆动角进行容错控制器设计。其次,考虑纵向容错控制对飞行器横侧向稳定性的影响,基于自适应反步的方法,利用方向舵与组合工作的左、右升降舵抵消干扰力矩的影响,保证横侧向的稳定。最后,基于李雅普诺夫稳定性理论,对所采用方法进行了分析,并通过仿真结果验证了所设计的复合容错控制方案的有效性。

关键词：空天飞行器容错控制摆动发动机复合控制自适应估计

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