无人飞行器自主决策与规划技术综述 被引量：4

1

作者 程昊宇 张硕 +2 位作者 刘泰涞 徐胜利 黄汉桥 《空天防御》 2024年第1期6-15,80,共11页

面向未来高动态、强对抗、强拒止的作战环境,智能化水平成为制约无人飞行器执行任务能力、环境适应能力和作战效能提升的主要因素。围绕无人飞行器自主决策与规划技术这一难度高、发展快、前景广的研究方向,综述了自主决策与规划技术的... 面向未来高动态、强对抗、强拒止的作战环境,智能化水平成为制约无人飞行器执行任务能力、环境适应能力和作战效能提升的主要因素。围绕无人飞行器自主决策与规划技术这一难度高、发展快、前景广的研究方向,综述了自主决策与规划技术的主要研究成果以及未来发展方向:首先,结合无人飞行器的发展研究历程与现状,指出了开展自主决策与规划技术研究的必要性;其次,对当前自主决策与规划技术的研究成果进行了总结与分析;最后,对无人飞行器自主决策与规划技术的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 无人飞行器 自主决策 航迹规划 弹道规划

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基于预设性能的导弹拦截鲁棒智能制导律 被引量：1

2

作者 闫天 程昊宇 +2 位作者 高萌靖 郭雨岩 许斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期753-761,共9页

针对具有模型不确定性的导弹拦截问题,研究了结合预设性能控制的复合学习方法。首先,建立了导弹拦截的制导控制一体化模型。为了保证对双方脱靶量的约束,基于预设性能函数来保证跟踪性能。考虑系统中的模型不确定性,为了提高系统在不确... 针对具有模型不确定性的导弹拦截问题,研究了结合预设性能控制的复合学习方法。首先,建立了导弹拦截的制导控制一体化模型。为了保证对双方脱靶量的约束,基于预设性能函数来保证跟踪性能。考虑系统中的模型不确定性,为了提高系统在不确定性下的精度,构造了一种复合学习律来在线估计系统的未知非线性函数。最后,通过Lyapunov分析,证明了系统的稳定性。经过仿真验证,所提出的算法可保证成功拦截目标,并能保证跟踪误差在规定的性能曲线之内,证明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 预设性能控制 复合学习方法 导弹拦截 制导控制一体化 模型不确定性

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采用利希滕贝格图的高超声速飞行器轨迹优化 被引量：1

3

作者 张笑妍 程昊宇 +1 位作者 韩博 闫杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期181-191,共11页

针对复杂约束条件下高超声速飞行器再入轨迹优化问题,提出一种混合算法进行求解,以解决现有轨迹优化方法对初值的强依赖性以及易陷入局部最优等问题。将高超声速飞行器再入轨迹优化建模成一个非线性规划问题,并设计双层优化结构进行求... 针对复杂约束条件下高超声速飞行器再入轨迹优化问题,提出一种混合算法进行求解,以解决现有轨迹优化方法对初值的强依赖性以及易陷入局部最优等问题。将高超声速飞行器再入轨迹优化建模成一个非线性规划问题,并设计双层优化结构进行求解。上层中,提出一种基于利希滕贝格图的自适应分段利希滕贝格算法(Adaptive piecewise Lichtenberg algorithm,APLA),为高斯伪谱法提供良好的初值。APLA通过引入拉丁超立方体抽样提升算法初始触发点的效能,引入全局至局部搜索分段策略及自适应因子提高算法收敛速度和收敛精度,改善算法易陷入局部最优等情况。下层中,高斯伪谱法在最优解附近具有较好的收敛速度和较高收敛精度,因此使用高斯伪谱法以加快搜索过程,提升解的全局最优性。综上,提出再入轨迹优化混合算法(APLA_GPM),实现对高超声速飞行器再入轨迹优化问题快速、准确求解。仿真结果表明,APLA_GPM在高超声速飞行器再入轨迹优化方面具有更快的收敛速度、更高的精度以及更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 再入轨迹优化 利希滕贝格算法 高斯伪谱法

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网络控制系统有限频域故障检测和容错控制 被引量：5

4

作者 程昊宇 董朝阳 +1 位作者 马奥家 王青 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期524-532,共9页

考虑网络控制系统中存在的时延,研究了其在有限频域内的故障检测以及容错控制问题。针对有限频域内的故障信号,利用给定指标设计故障检测滤波器产生残差信号。为了保证系统在故障情况下的控制性能,进一步构造基于残差反馈的主动容错控... 考虑网络控制系统中存在的时延,研究了其在有限频域内的故障检测以及容错控制问题。针对有限频域内的故障信号,利用给定指标设计故障检测滤波器产生残差信号。为了保证系统在故障情况下的控制性能,进一步构造基于残差反馈的主动容错控制器对故障进行补偿。给出了故障检测滤波器与主动容错控制器存在并满足有限频域内性能指标的充分条件。利用线性矩阵不等式得到了故障检测滤波器和主动容错控制器参数。数值仿真表明所提方法能够获得良好的故障检测性能和容错控制效果。 展开更多

关键词 有限频域 主动容错 残差反馈 故障检测 网络控制系统

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变体飞行器故障检测与容错控制一体化设计 被引量：5

5

作者 程昊宇 董朝阳 +2 位作者 江未来 王青 隋晗 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期711-721,共11页

针对一类后掠翼可变的变体飞行器,考虑同时存在状态时滞和随机丢包的网络环境,基于切换系统理论,研究了变体飞行器闭环故障检测滤波器的设计问题。将变体飞行器建模成以高度、马赫数和后掠角为参变量的切换系统。为了保证系统能够有效... 针对一类后掠翼可变的变体飞行器,考虑同时存在状态时滞和随机丢包的网络环境,基于切换系统理论,研究了变体飞行器闭环故障检测滤波器的设计问题。将变体飞行器建模成以高度、马赫数和后掠角为参变量的切换系统。为了保证系统能够有效检测出系统故障并且跟踪指令信号,基于一体化方法,设计基于模态依赖观测器的故障检测滤波器和基于残差估计的输出容错控制器。通过多Lyapunov-Krasovskii函数方法和平均驻留时间方法分析系统在异步切换情况下的稳定性。以线性矩阵不等式的形式给出满足给定性能指标滤波器和控制器存在的充分条件。通过仿真验证了所提方法能够有效检测出故障,输出信号能够准确跟踪指令信号,且在不确定情况下具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 变体飞行器 故障检测 容错控制 异步切换

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变体飞行器有限时间切换H_∞跟踪控制 被引量：11

6

作者 夏川 董朝阳 +2 位作者 程昊宇 王青 王昭磊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期485-493,共9页

针对变体飞行器变形过程中的跟踪控制问题,基于切换线性变参数控制理论建立了变体飞行器模型。为了抑制变形过程中控制器切换和不确定性的影响,保证闭环系统有限时间有界同时满足指定的H_∞性能指标,基于模态依赖平均驻留时间方法和多Ly... 针对变体飞行器变形过程中的跟踪控制问题,基于切换线性变参数控制理论建立了变体飞行器模型。为了抑制变形过程中控制器切换和不确定性的影响,保证闭环系统有限时间有界同时满足指定的H_∞性能指标,基于模态依赖平均驻留时间方法和多Lyapunov函数方法,提出一种切换有限时间H_∞跟踪控制器的设计方法,并分析了系统的有限时间鲁棒稳定性,通过求解线性矩阵不等式得到控制器存在的充分条件。仿真结果表明,所提方法能够使飞行器系统准确跟踪指令,且对于控制器切换和不确定性具有鲁棒性,降低了控制器设计的保守性。 展开更多

关键词 变体飞行器 切换线性变参数 有限时间有界 H_∞跟踪控制 模态依赖平均驻留时间

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基于事件驱动的多飞行器编队协同控制 被引量：9

7

作者 马鸣宇 董朝阳 +1 位作者 王青 程昊宇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期506-515,共10页

针对多飞行器系统协同控制问题,研究了基于事件驱动机制的控制设计方法。结合有向通信拓扑和编队位置描述建立了空间多飞行器系统的模型,在飞行器编队中引入事件驱动方法,设计了一般形式的事件触发函数,在非触发时间内利用触发时刻的信... 针对多飞行器系统协同控制问题,研究了基于事件驱动机制的控制设计方法。结合有向通信拓扑和编队位置描述建立了空间多飞行器系统的模型,在飞行器编队中引入事件驱动方法,设计了一般形式的事件触发函数,在非触发时间内利用触发时刻的信息生成了协同控制律,使得飞行器在非持续通信下能够形成三维空间任意给定的队形,并从理论上给出了协同控制问题的稳定性证明。提出的方法不需要飞行器系统的全局信息,飞行器只需要在触发时刻进行通信和控制器的更新,更有利于实际情形中的应用。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 多飞行器系统 编队飞行 协同控制 事件驱动 有向拓扑

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网络化制导技术研究现状及发展趋势 被引量：9

8

作者 方洋旺 程昊宇 仝希 《航空兵器》 北大核心 2018年第5期3-20,共18页

网络化制导在协同作战方面显示了其潜力和优势。网络化制导技术主要包括基于多平台传感器网络信息的导弹制导技术和基于多导弹编队的网络化协同制导技术。本文重点论述了这两方面技术的发展现状,分析了单导弹的时空配准方法以及制导权... 网络化制导在协同作战方面显示了其潜力和优势。网络化制导技术主要包括基于多平台传感器网络信息的导弹制导技术和基于多导弹编队的网络化协同制导技术。本文重点论述了这两方面技术的发展现状,分析了单导弹的时空配准方法以及制导权移交策略和制导律切换方法等;对面向多导弹编队的网络化制导方法进行了描述,讨论了面向多飞行器网络化协同的时间一致性方法、空间一致性方法以及编队策略。分析了基于多飞机平台协同的单导弹以及多导弹编队的半主动制导和主动制导方法中存在的问题。最后,对未来网络化制导技术以及人工智能在网络化制导中的应用进行了展望。 展开更多

关键词 网络化制导 制导律切换 多导弹编队 协同制导 人工智能

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运载火箭姿态的自抗扰控制器设计 被引量：4

9

作者 王晔 程昊宇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期11-14,共4页

为了抑制运载火箭自身结构参数变化和内外扰动对姿态控制精度和姿态稳定性的影响,设计了自抗扰控制器。通过跟踪微分器为期望姿态安排过渡过程,并提取其微分信号,然后利用扩张状态观测器,采用复合量测信息对系统的不确定项进行估计;设... 为了抑制运载火箭自身结构参数变化和内外扰动对姿态控制精度和姿态稳定性的影响,设计了自抗扰控制器。通过跟踪微分器为期望姿态安排过渡过程,并提取其微分信号,然后利用扩张状态观测器,采用复合量测信息对系统的不确定项进行估计;设计姿态反馈控制器,利用扩张状态观测器估计的信号对不确定项进行实时补偿,实现对运载火箭的姿态控制。最后通过仿真说明了自抗扰控制器可以获得良好的动态性能、抗扰性和较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 运载火箭 姿态控制 自抗扰控制器 扩张状态观测器 鲁棒性

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以财经素养教育发展助力乡村振兴——以广西全州县为例 被引量：1

10

作者 程昊宇 韦奇科 +2 位作者 范永祥 公彦博 杨源中 《村委主任》 2023年第6期128-130,共3页

“三农”问题是关系国计民生的根本性问题,推动乡村振兴,需发挥农民主体作用。现阶段乡村振兴战略的内生动力不足,农村居民知识素养普及水平较低,成为影响农村的经济发展因素之一。财经素养作为乡村知识素养的重要组成部分,已成为人们... “三农”问题是关系国计民生的根本性问题,推动乡村振兴,需发挥农民主体作用。现阶段乡村振兴战略的内生动力不足,农村居民知识素养普及水平较低,成为影响农村的经济发展因素之一。财经素养作为乡村知识素养的重要组成部分,已成为人们生存与发展必不可少的核心素养之一。本文以广西壮族自治区全州县为研究实例,梳理全州县的财经素养教育情况,发现当地居民财经素养不足,普遍存在有大量可支配收入闲置等问题,提出提升农村居民财经素养,激发农村居民主动寻求发展的内生动力,助推乡村振兴的建议。 展开更多

关键词 农民 乡村振兴 财经素养 内生动力

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存在异步切换的飞行器智能鲁棒控制方法研究

11

作者 刘泽石 李思凝 +2 位作者 张金鹏 张晓峰 程昊宇 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第5期35-42,共8页

针对存在异步切换的飞行器控制器设计问题,提出基于深度强化学习的智能鲁棒控制算法。首先,针对飞行器的非线性动力学模型,基于雅克比线性化方法,建立了飞行器的大包线切换系统模型。考虑网络传输丢包引起的异步切换现象,建立控制器和... 针对存在异步切换的飞行器控制器设计问题,提出基于深度强化学习的智能鲁棒控制算法。首先,针对飞行器的非线性动力学模型,基于雅克比线性化方法,建立了飞行器的大包线切换系统模型。考虑网络传输丢包引起的异步切换现象,建立控制器和子系统的异步动态模型,在此基础上,设计了鲁棒控制器。基于平均驻留时间方法和多Lyapunov函数方法,分析了系统的稳定性,给出了保证系统稳定且具有给定干扰抑制指标的充分条件。通过线性矩阵不等式给出了控制器的求解方法。进一步,基于深度强化学习对得到的控制器进行优化,在保证系统稳定性和鲁棒性的基础上,提升了系统的动态响应性能。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 切换系统 鲁棒控制 智能控制 异步切换 平均驻留时间 深度学习 飞行器

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存在外部干扰的网络控制系统故障检测和优化

12

作者 陈冲 左光 +3 位作者 石泳 侯砚泽 程昊宇 董朝阳 《航空计算技术》 2016年第3期4-8,共5页

针对存在时延和丢包的网络控制系统,研究了系统的故障检测滤波器设计和优化设计问题。通过泰勒展开将未知时延处理成外界干扰,采用伯努利随机过程来描述丢包现象。设计观测器产生残差信号,将故障检测问题转化为H∞滤波问题。通过Lyapuno... 针对存在时延和丢包的网络控制系统,研究了系统的故障检测滤波器设计和优化设计问题。通过泰勒展开将未知时延处理成外界干扰,采用伯努利随机过程来描述丢包现象。设计观测器产生残差信号,将故障检测问题转化为H∞滤波问题。通过Lyapunov函数方法分析了系统的稳定性。以线性矩阵不等式的形式给出了滤波器存在的充分条件和求解方法。为进一步提高系统对故障信号的灵敏度,采用了一种优化设计方法对故障检测系统进行了优化。最后通过仿真验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 故障检测 时域优化 时延 丢包

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变体飞行器强化学习自适应抗扰动控制方法

13

作者 程昊宇 张笑妍 +2 位作者 刘昕 黄汉桥 闫杰 《宇航学报》 2025年第5期977-990,共14页

针对变体飞行器控制系统设计中安全性、抗扰性和最优性难以兼顾的问题,提出了基于强化学习的自适应抗扰控制方法。首先建立了存在不确定情况下变体飞行器的动力学模型,基于模糊控制理论设计了模糊干扰观测器,保证对系统不确定性和干扰... 针对变体飞行器控制系统设计中安全性、抗扰性和最优性难以兼顾的问题,提出了基于强化学习的自适应抗扰控制方法。首先建立了存在不确定情况下变体飞行器的动力学模型,基于模糊控制理论设计了模糊干扰观测器,保证对系统不确定性和干扰的估计误差能够收敛至原点邻域内。为了解决飞行安全性、最优性和抗扰性难以兼顾的问题,将高阶非线性系统的最优性问题转化为子系统控制量的最优化设计问题。基于强化学习框架求解Hamilton-Jacobi-Bellman方程。针对方程求解时难以处理的系统非线性特性,设计基于神经网络的actor-critic策略。在反步设计中利用actor网络生成控制量,基于critic网络评估控制性能,基于障碍Lyapunov函数方法开展稳定性分析,保证系统的稳定性、最优性和状态约束。最后,通过仿真验证所提方法的有效性。 展开更多

关键词 变体飞行器 强化学习 自适应控制 模糊干扰观测器 最优抗扰

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