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高超声速变形飞行器滑翔段在线轨迹规划
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作者 方正 代无劫 +4 位作者 李政 贾振岳 于勇 胡俊 于剑桥 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第7期672-690,共19页
针对包含航路点约束的高超声速可变形飞行器在线轨迹规划问题,将序列凸优化方法与滚动规划方法相结合,提出一种考虑多阶段连续求解的基于变时域滚动规划的序列凸优化技术.首先,分析变形对飞行器气动特性的影响,并构建高超声速变形飞行... 针对包含航路点约束的高超声速可变形飞行器在线轨迹规划问题,将序列凸优化方法与滚动规划方法相结合,提出一种考虑多阶段连续求解的基于变时域滚动规划的序列凸优化技术.首先,分析变形对飞行器气动特性的影响,并构建高超声速变形飞行器气动模型以及动力学模型;针对变展长飞行器轨迹规划问题进行凸化处理及离散化处理,得到轨迹规划凸问题;采用了松弛求解技术,提出了一种信赖域松弛及终端约束松弛方法,提高了算法收敛性,并为避免控制量抖振采用控制量变化速率约束;在此基础上,为提升高超声速变形飞行器在复杂环境、大气偏差等干扰条件下的抗扰动能力,将滚动时域思想引入序列凸优化框架,提升了算法实时性与鲁棒性;最后通过轨迹规划仿真结果验证了所提方法的有效性以及变展长飞行器在轨迹规划问题上的优越性. 展开更多
关键词 高超声速变形飞行 轨迹规划 序列凸优化 变时域滚动规划方法
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可变形飞行器总体收益评估及优化方法综述
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作者 李喜茹 白鹏 《现代防御技术》 北大核心 2025年第2期1-18,共18页
可变形飞行器根据需要适时改变气动布局,优化全任务段的气动和飞行性能,提升其总体性能,拓展任务剖面,是未来飞行器的重要发展方向之一。可变形飞行器有总体收益是可变形技术能够落地的关键前提条件,指出可变形飞行器总体收益评估的重... 可变形飞行器根据需要适时改变气动布局,优化全任务段的气动和飞行性能,提升其总体性能,拓展任务剖面,是未来飞行器的重要发展方向之一。可变形飞行器有总体收益是可变形技术能够落地的关键前提条件,指出可变形飞行器总体收益评估的重要意义,介绍了自2000年以来可变形飞行器总体收益评估的研究现状,包括飞行器类型、变形方式、评估方法、评估结果等,从性能收益、综合收益2个方面梳理了可变形飞行器总体收益,总体收益评估结果表明:变形技术带来的收益并没有理想中那么巨大,使用变形技术使得单项总体性能指标最大提高21%,大多数单项总体性能指标提高不超过10%,也存在使用变形技术总体性能收益低于1%,甚至没有收益的情况;使用变形技术可以使得部分总体性能获得收益,但也会导致某些总体性能下降,增加生产制造及维护成本等;方案论证、详细设计、生产试飞,随着研究的不断深入,评估出来的总体收益逐步减小。归纳了提高收益的优化方法,并对其特点进行分析。总结了目前总体收益评估存在的问题,对可变形飞行器总体收益评估的未来进行了展望,给出了发展建议。 展开更多
关键词 变形飞行 总体收益 总体性能收益 综合收益 优化方法
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智能变形飞行器自主决策轨迹优化方法设计
3
作者 徐丹 王江涛 《计算机科学》 北大核心 2025年第S1期322-328,共7页
智能变形飞行器是一类能够根据飞行任务与环境变化适时、自主地改变结构外形,以不同气动布局满足不同飞行阶段任务需求的新一代飞行器,被认为是最有可能带来未来航空航天飞行器技术变革的发展趋势之一。但较大的结构变形使其难以建立准... 智能变形飞行器是一类能够根据飞行任务与环境变化适时、自主地改变结构外形,以不同气动布局满足不同飞行阶段任务需求的新一代飞行器,被认为是最有可能带来未来航空航天飞行器技术变革的发展趋势之一。但较大的结构变形使其难以建立准确的数学模型,为此提出利用无模型的强化学习(Reinforcement Learning,RL)算法,通过交互学习实现轨迹优化的自主决策。以大空域高速飞行的智能变形飞行器为研究对象,针对其难以提前获取充足的变形飞行试验数据导致难以预测不同飞行状态下的最优气动外形的技术问题,提出了一种基于RL网络模型的变形决策优化设计方案。所提方案使得飞行器在飞行过程中可以根据实时情况自主完成决策变形,达到提升气动性能和优化飞行轨迹的目的。 展开更多
关键词 变形飞行 强化学习 智能决策 最优气动外形优化 轨迹优化
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智能变形飞行器决策规划与控制研究进展
4
作者 张旭辉 韩卫波 谭天宇 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期395-413,共19页
智能变形飞行器能够通过自主调整外形适应环境和任务需求的动态变化,赋予飞行器全新的飞行能力,是未来实现跨域高效飞行的重要途径。在人工智能、变形机构、柔性材料等技术进步的不断驱动下,变形飞行器将朝着决策控制智能化、任务剖面... 智能变形飞行器能够通过自主调整外形适应环境和任务需求的动态变化,赋予飞行器全新的飞行能力,是未来实现跨域高效飞行的重要途径。在人工智能、变形机构、柔性材料等技术进步的不断驱动下,变形飞行器将朝着决策控制智能化、任务剖面跨域化、变形多维柔性化的方向发展。智能变形飞行器在展现出独特飞行特性的同时,也向决策、规划与控制提出了一系列技术挑战。结合国内外智能变形飞行器研究进展,从动力学建模、变形决策与轨迹规划、变形与飞行控制3方面分析了其面临的难点问题,系统总结了相关领域取得的研究成果,最后展望了变形飞行器智能决策规划与控制技术的发展趋势。 展开更多
关键词 智能变形飞行 动力学建模 变形决策 轨迹规划 变形控制
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智能可变形飞行器关键技术发展现状及展望 被引量:65
5
作者 白鹏 陈钱 +2 位作者 徐国武 刘荣健 董二宝 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期426-443,共18页
智能可变形飞行器是当前航空航天飞行器研究领域的一个热点,是最有可能带来航空航天技术变革,产生颠覆性影响的领域之一,因此受到国内外的广泛关注。本文首先指出飞行器可变形的需求主要来源于如下几个方面,即:1)未来飞行器的飞行空域... 智能可变形飞行器是当前航空航天飞行器研究领域的一个热点,是最有可能带来航空航天技术变革,产生颠覆性影响的领域之一,因此受到国内外的广泛关注。本文首先指出飞行器可变形的需求主要来源于如下几个方面,即:1)未来飞行器的飞行空域、速域不断扩大,固定外形可能无法满足不同飞行工况对飞行器气动和飞行性能的需求;2)单架飞行器实现多个飞行使命和任务,可能需要飞行器在执行不同飞行任务时具有不同的气动外形;3)提升现有飞行器的气动总体性能,要求其在各个飞行阶段,通过调整气动外形,使其始终保持优良的气动和飞行性能。介绍了现代意义上的智能可变形飞行器所包含的“变形”和“智能”两方面的含义,其中“变形”是指不同空间尺度(局部、分布、整体)和时间尺度的连续变形,涵盖的范围很宽。按照变形尺度和实现的功能将其划分为三类,即:局部变形(小变形)、分布式变形(中等尺度变形)、整体式变形(大尺度变形)。按照实现方式将其划分为两类:机械式变形和基于智能材料结构的变形。并指出当前这个领域的所谓“智能”基本都限制在智能材料或结构、智能控制等较为单一的领域,距离理想的智能变形有很大差距。本论文的论述重点放在可变形技术所涉及的基础科学问题和关键技术。第二,从1903年人类第一架依靠柔性变形机翼实现控制的莱特兄弟的带动力飞行器起,到20世纪六七十年代以F14为代表的变后掠翼技术,至近些年来在湾流III飞机上成功实现飞行演示验证的连续变后缘弯度技术,系统地介绍了可变形飞行器的发展历程。第三,分别从可变形飞行器设计所面临的关键技术和可变形飞行器两大基础科学问题及技术瓶颈问题的角度,系统地介绍了可变形飞行器所面临的关键问题和国内外研究进展。从设计的角度看,主要问题在于:智能可变形飞行器需求分析和概念研究,智能可变形飞行器总体和分系统设计技术。从基础科学问题和瓶颈技术的角度看,主要问题在于两个方面,即:可变形飞行器气动、飞行力学和飞行控制,变形结构、驱动与变形控制。第四,针对智能可变形飞行器的内涵、可变形的技术指标、变形材料与结构以及效费分析等几个方面进行了有益的探讨。最后对智能可变形飞行器技术的未来发展进行了展望,指出智能可变形飞行器技术是螺旋式发展的,一方面需要开展广泛系统的基础理论和关键技术探索研究,从基础做起;另一方面需要从工程化的角度梳理可变形飞行器一类或几类较为明确的背景需求,以牵引该领域的有序快速发展。 展开更多
关键词 智能可变形飞行 关键技术 总体设计 变形飞行器气动 智能材料结构 变形飞行控制
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面向变形飞行器的时变气动参数在线辨识方法
6
作者 卢昕玥 张鹏宇 +2 位作者 霍文霞 张严雪 王剑颖 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1520-1526,共7页
针对变形飞行器快时变气动参数的在线高精度获取问题,本文提出一种基于BP神经网络模型的气动参数在线辨识方法。基于变形飞行器气动模型的非线性输入/输出映射关系,建立能够在一定精度范围内逼近变形飞行器气动模型的BP神经网络模型。... 针对变形飞行器快时变气动参数的在线高精度获取问题,本文提出一种基于BP神经网络模型的气动参数在线辨识方法。基于变形飞行器气动模型的非线性输入/输出映射关系,建立能够在一定精度范围内逼近变形飞行器气动模型的BP神经网络模型。根据在线实测动力学参数观测数据,采用扩展卡尔曼滤波方法在线训练神经网络,实时校正并获取神经网络模型参数,基于神经网络模型快速计算并预测气动参数,从而跟踪快时变、非线性气动模型的变化。通过对变形飞行器连续变形/构型突变的气动参数辨识进行数学仿真验证。结果表明:提出的方法收敛速度快、在线辨识精度较高,可以实现对变形飞行器气动参数的有效辨识。 展开更多
关键词 变形飞行 快时变气动参数 非线性气动模型 气动参数辨识 在线辨识 智能辨识 神经网络 卡尔曼滤波
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全速域可变形飞行器气动布局设计及试验研究 被引量:13
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作者 焦子涵 付秋军 +3 位作者 邓帆 陈林 范宇 尘军 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期653-659,共7页
为了解决大空域、宽速域水平起降可重复使用飞行器的气动适应性问题,设计了一种满足高超声速巡航飞行性能的飞行器,为解决该种飞行器地面水平起飞和高速巡航飞行气动性能矛盾的问题,提出了两种变形布局方式——伸缩翼布局和翻转翼布局... 为了解决大空域、宽速域水平起降可重复使用飞行器的气动适应性问题,设计了一种满足高超声速巡航飞行性能的飞行器,为解决该种飞行器地面水平起飞和高速巡航飞行气动性能矛盾的问题,提出了两种变形布局方式——伸缩翼布局和翻转翼布局。通过数值手段比较分析了两种变形布局的低速气动特性,并通过风洞试验对其性能进行了验证。结果表明,在增加相同机翼面积时,伸缩翼在起飞状态增升效率为68%,同时阻力增加35%;翻转翼在起飞状态增升效率为42%,阻力增加15%;伸缩翼布局比翻转翼布局的起飞升力大16%,阻力大20%,伸缩翼布局具有明显的升力优势,说明亚声速状态增加机翼展弦比是增升的有效手段,但同时也带来阻力的增加;鸭翼具有显著的增升效果,起飞状态增升12.8%,同时阻力降低1.4%,纵向压心系数绝对值前移0.48%,有效缓解了起飞状态升力和纵向稳定性的问题。 展开更多
关键词 全速域 变形飞行 伸缩翼 翻转翼 鸭翼 气动布局
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伸缩翼飞机变形飞行的建模与滑模变增益控制 被引量:3
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作者 殷明 陆宇平 +1 位作者 姚克明 何真 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期2554-2560,共7页
研究了伸缩翼飞机变形飞行过程的动力学建模与鲁棒控制问题,以分析机翼变形对飞机性能的影响机理,并实现机翼变形时的平稳飞行。首先通过气动仿真分析构建了伸缩翼飞机气动参数与机翼变形的关联函数,进而建立了变形飞行的动力学模型。... 研究了伸缩翼飞机变形飞行过程的动力学建模与鲁棒控制问题,以分析机翼变形对飞机性能的影响机理,并实现机翼变形时的平稳飞行。首先通过气动仿真分析构建了伸缩翼飞机气动参数与机翼变形的关联函数,进而建立了变形飞行的动力学模型。在此基础上提出了一种新的滑模变增益控制(sliding mode gain-scheduled control,SMGSC)策略,更好地保证闭环系统的全局稳定和鲁棒性能。仿真结果表明,机翼伸缩能直接改变飞机的气动特性和运动模态;SMGSC能更好地保持伸缩翼飞机变形飞行时的状态稳定,并消除复合干扰的影响;伸缩翼飞机通过机翼变形可以减少50%的燃油消耗实现同样的飞行任务,具有重要的性能优势。 展开更多
关键词 伸缩翼飞机 变形飞行 动力学建模 滑模变增益控制 燃油消耗
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变形飞行器建模及控制方法研究综述 被引量:19
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作者 王鹏 陈浩岚 +1 位作者 鲍存余 汤国建 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期853-865,共13页
针对变形飞行器的发展现状、气动建模、动力学建模以及控制方法研究进行了综述。首先阐述了变形飞行器的定义及变形需求,再从四个方面梳理了变形飞行器的技术优势。针对不同的机翼变形方式,对飞行器各种变形技术的特点及发展现状进行了... 针对变形飞行器的发展现状、气动建模、动力学建模以及控制方法研究进行了综述。首先阐述了变形飞行器的定义及变形需求,再从四个方面梳理了变形飞行器的技术优势。针对不同的机翼变形方式,对飞行器各种变形技术的特点及发展现状进行了详细的分析与总结;将变形飞行器与固定外形飞行器的气动机理进行了对比分析,并对变形飞行器的动力学建模方法进行了梳理,总结了各种方法的特点;结合变形飞行器自身特性分析了飞行控制的特点及难点,并详细阐述了各类变形飞行器的控制研究进展。最后总结分析了变形飞行器的发展趋势:深化基础理论与技术研究,从材料、结构及控制等领域全方面朝着智能化方向发展,最终实现变形飞行器的工程化、自主化、智能化应用。 展开更多
关键词 变形飞行 变形方式 气动特性 动力学建模 飞行控制
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可变形飞行器快速总体设计方法研究与算法实现 被引量:1
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作者 郑耀 张继发 +1 位作者 宋晓啸 王柯钦 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2022年第6期51-56,共6页
介绍可变形飞行器快速总体设计方法与相关算法。结合中国与国际中可变形飞行器的发展趋势,以类Virgin Galactic SS2和可变后掠角飞行器的总体设计为例,论述面向可变形飞行器快速总体参数设计方法以及其算法实现过程,分析了不同飞行速度... 介绍可变形飞行器快速总体设计方法与相关算法。结合中国与国际中可变形飞行器的发展趋势,以类Virgin Galactic SS2和可变后掠角飞行器的总体设计为例,论述面向可变形飞行器快速总体参数设计方法以及其算法实现过程,分析了不同飞行速度的可变形飞行器在变形过程中热对飞行器配平以及热防护系统设计的影响。结果表明,此方法兼具通用性、准确性以及快速的优势,可大幅提高可变形飞行器的总体设计效率。 展开更多
关键词 变形飞行 总体设计方法 参数分析
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高超声速变形飞行器翼面变形模式分析 被引量:19
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作者 彭悟宇 杨涛 +2 位作者 涂建秋 丰志伟 张斌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期15-21,共7页
为提高高超声速翼身组合式飞行器的射程,研究了采用不同翼面变形模式时,飞行器在马赫数3~8内的气动特性和翼面效率。针对典型的轴对称翼身组合式外形,采用Navier-Stokes方程进行数值模拟,对伸缩、变后掠和二维折叠三种变形模式下的外形... 为提高高超声速翼身组合式飞行器的射程,研究了采用不同翼面变形模式时,飞行器在马赫数3~8内的气动特性和翼面效率。针对典型的轴对称翼身组合式外形,采用Navier-Stokes方程进行数值模拟,对伸缩、变后掠和二维折叠三种变形模式下的外形在超声速及高超声速来流条件下进行模拟,并对升阻比、翼面单位面积升阻比和操稳特性进行分析。结果表明:在超声速及高超声速范围内,变后掠变形模式在宽速域内升阻比提高明显,同时具备优良的翼面效率及操稳特性,其在马赫数3~8范围内具有最优的综合性能。研究成果能对高超声速翼身组合式变形飞行器布局设计提供参考,具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 变形飞行 高超声速 翼面变形模式 升阻比 操稳比
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高超声速伸缩翼变形飞行器轨迹多目标优化 被引量:14
12
作者 彭悟宇 杨涛 +2 位作者 王常悦 丰志伟 涂建秋 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期41-47,共7页
针对高超声速条件下变形技术的应用模式,对具有伸缩翼的组合式飞行器滑翔弹道进行了多目标优化研究。介绍了伸缩翼的变形模式,给出了不同变形状态下的气动特性;建立了三自由度滑翔轨迹动力学模型和伸缩翼前缘热流计算模型;采用MOEA/D多... 针对高超声速条件下变形技术的应用模式,对具有伸缩翼的组合式飞行器滑翔弹道进行了多目标优化研究。介绍了伸缩翼的变形模式,给出了不同变形状态下的气动特性;建立了三自由度滑翔轨迹动力学模型和伸缩翼前缘热流计算模型;采用MOEA/D多目标优化算法,以变形条件和飞行攻角为设计变量、以最大射程和最小翼前缘总吸热量为目标函数,进行了多目标优化计算。优化结果表明,MOEA/D计算得到了相对均匀分布的Pareto最优解集,将伸缩翼外形与无变形外形相比,飞行器滑翔段射程得到了显著提高,同时伸缩翼前缘总吸热量有明显的降低。 展开更多
关键词 变形飞行 高超声速 伸缩翼 轨迹优化 多目标优化
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高超声速伸缩式变形飞行器再入制导方法 被引量:6
13
作者 岳彩红 唐胜景 +1 位作者 王肖 郭杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1288-1298,共11页
针对高超声速变形飞行器再入制导问题,提出了一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器外形方案,建立了含有展长变形量的气动模型和动力学模型。将该变形飞行器的展长变形量扩展为控制变量,分析了倾侧角、展长变形量和终端航程、高度之... 针对高超声速变形飞行器再入制导问题,提出了一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器外形方案,建立了含有展长变形量的气动模型和动力学模型。将该变形飞行器的展长变形量扩展为控制变量,分析了倾侧角、展长变形量和终端航程、高度之间的关系。在此基础上,利用倾侧角和展长变形量在线预测剩余航程和终端高度,通过数值方法校正2个控制量以满足航程约束和高度约束,通过航向角走廊确定倾侧角符号。仿真结果表明:该变形飞行器再入制导方法制导精度高,相比于传统固定外形飞行器终端约束能力更强、轨迹更加平滑,且在扰动条件下具有一定鲁棒性。 展开更多
关键词 变形飞行 高超声速飞行 再入制导 预测校正 制导能力分析
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高超声速伸缩式变形飞行器再入轨迹快速优化 被引量:14
14
作者 岳彩红 唐胜景 +2 位作者 郭杰 王肖 张浩强 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期2232-2243,共12页
针对高超声速变形飞行器再入轨迹优化问题,研究了一种基于改进高斯伪谱法(Gauss pseudospectral method,GPM)的快速优化方法。首先,针对一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器,建立了将展长变形量扩展成为控制变量的再入轨迹优化模型... 针对高超声速变形飞行器再入轨迹优化问题,研究了一种基于改进高斯伪谱法(Gauss pseudospectral method,GPM)的快速优化方法。首先,针对一种采用伸缩式机翼的高超声速变形飞行器,建立了将展长变形量扩展成为控制变量的再入轨迹优化模型。其次,采用GPM将轨迹优化问题转化为非线性规划(nonlinear programming,NLP)问题,并基于NLP偏导数的稀疏性推导目标函数梯度和约束Jacobian矩阵的高效计算方法。最后,优化求解了变形飞行器的最大横向航程、再入可达区、最大终端速度和最小飞行时间。仿真结果表明,推导的梯度计算方法可有效提高优化求解效率,变形飞行器相对于固定外形飞行器的性能更加优越,最大横向航程、可达区覆盖范围、最大终端速度和最小飞行时间等指标均有显著提升。 展开更多
关键词 高超声速飞行 变形飞行 轨迹优化 GAUSS伪谱法 稀疏性
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一种高速可变形飞行器智能变形决策方法 被引量:5
15
作者 张远 黄万伟 +1 位作者 聂莹 路坤锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1665-1675,共11页
针对一类高速可变形飞行器(HMFV)的变形决策问题,提出一种基于深度确定性策略算法(DDPG)下考虑综合性能指标最优的智能变形决策方法。首先,以一类后掠角可连续变化的高速飞行器为研究对象,给出变形飞行器动力学模型,分析模型特性及变形... 针对一类高速可变形飞行器(HMFV)的变形决策问题,提出一种基于深度确定性策略算法(DDPG)下考虑综合性能指标最优的智能变形决策方法。首先,以一类后掠角可连续变化的高速飞行器为研究对象,给出变形飞行器动力学模型,分析模型特性及变形量与关键气动参数之间的定性关系。其次,基于关键气动数据特征分析,考虑包含气动性能、控制误差在内的综合性能指标,设计一种基于DDPG算法的智能变形决策方案。再者,针对带有标称控制器的HMFV进行变形决策训练,实时获得滑翔过程中不同飞行状态下的最优构型。最后,仿真结果表明所设计的智能变形决策算法收敛效果好,且具备较好的泛化性能。相比于固定外形,可通过变形使得在不同状态下的升阻比保持最优,且与考虑单一决策指标相比,考虑综合指标最优的变形决策可进一步缩小姿态动态跟踪误差。 展开更多
关键词 高速可变形飞行器(HMFV) 智能变形决策 强化学习 深度确定性策略(DDPG)
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一种基于目标分层架构的变形飞行器智能规划方法 被引量:4
16
作者 周愉 王永海 +2 位作者 杨丁 吴志刚 王剑颖 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1670-1682,共13页
针对变形飞行器的轨迹与多维度变形一体化实时规划问题,提出一种基于目标分层架构的智能规划方法。首先,通过设计伪控制量作为中间变量,将变形飞行器的轨迹与变形一体化规划问题解耦为顶层轨迹规划以及底层控制量决策两个子问题。然后,... 针对变形飞行器的轨迹与多维度变形一体化实时规划问题,提出一种基于目标分层架构的智能规划方法。首先,通过设计伪控制量作为中间变量,将变形飞行器的轨迹与变形一体化规划问题解耦为顶层轨迹规划以及底层控制量决策两个子问题。然后,针对顶层轨迹规划问题,考虑飞行器随机再入点与随机目标位置的情况,建立由当前状态到轨迹控制量的深度神经网络模型,基于伪谱法离线获取大规模最优轨迹样本,并采用误差反向传播方法对深度神经网络模型进行训练。针对底层控制量决策问题,面向顶层网络输出的需求最优气动参数指令建立回报函数,并利用深度确定性策略梯度算法对智能体进行训练,形成由最优气动参数指令到轨迹控制量与多维变形量的深度网络模型。最后,对所提出的方法进行了仿真验证,结果表明,该方法能够快速生成最优轨迹以及变形与控制量序列,与传统的轨迹优化算法对比,该方法能够直接对多维控制量进行规划且将计算时间缩短94%左右,满足在线轨迹与变形一体化智能规划的要求。 展开更多
关键词 变形飞行 轨迹规划 深度学习 强化学习
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一种高超声速飞行器的纵向变形与飞行最优协调控制方法
17
作者 陈宇腾 常晶 +2 位作者 陈为胜 李小平 包为民 《宇航学报》 北大核心 2025年第3期485-498,共14页
针对高超声速变形飞行器的变形与飞行一体化控制系统设计问题,提出了一种将变形率作为其关键动态参数的纵向最优协调控制方法。首先,建立后掠角可变化的高超声速飞行器的动力学模型,并推导了具有严格反馈形式的变形飞行一体化控制模型... 针对高超声速变形飞行器的变形与飞行一体化控制系统设计问题,提出了一种将变形率作为其关键动态参数的纵向最优协调控制方法。首先,建立后掠角可变化的高超声速飞行器的动力学模型,并推导了具有严格反馈形式的变形飞行一体化控制模型。其次,利用自适应动态面控制生成基础控制,采用自适应动态规划(ADP)为补偿优化控制,形成变形与飞行一体化最优协调控制方法,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了权值误差的一致最终有界和闭环系统的渐近稳定性。最后,通过对比仿真结果验证了所提方法的控制性能。 展开更多
关键词 高超声速变形飞行 自适应动态规划(ADP) 动态面 协调控制 变形飞行一体化
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基于PID控制对伸缩翼飞行器变形时间的研究 被引量:1
18
作者 苏浩秦 包晓翔 +3 位作者 李新华 李平坤 曾立科 刘凯 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期10-12,16,共4页
伸缩翼飞行器随着飞行任务变化而相应的改变其外形,始终保持最优飞行状态,以达到在复杂飞行环境中执行多种任务的要求。文中首先建立伸缩翼无人机运动模型和变形过程的气动模型,随后采用根轨迹方法设计PID控制器,实现对飞行器的纵向控制... 伸缩翼飞行器随着飞行任务变化而相应的改变其外形,始终保持最优飞行状态,以达到在复杂飞行环境中执行多种任务的要求。文中首先建立伸缩翼无人机运动模型和变形过程的气动模型,随后采用根轨迹方法设计PID控制器,实现对飞行器的纵向控制,最后采用仿真方法研究飞行器伸缩翼的变形过程,通过对比选择最佳伸缩变形时间。 展开更多
关键词 变形飞行 伸缩翼 PID控制 变形时间
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临近空间可变形滑翔飞行器轨迹优化与性能分析 被引量:18
19
作者 陈铁彪 龚旻 +2 位作者 王洪波 王晨曦 许泽宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期943-951,共9页
针对临近空间滑翔飞行器的变形需求,提出一种具有较高环境适应性的伸缩式可变形滑翔飞行器(MGV),建立了含有冗余控制变量的MGV轨迹优化模型,利用伪谱法量化分析了MGV在射程覆盖能力、规避绕飞能力和末段打击能力三方面的性能收益,得到... 针对临近空间滑翔飞行器的变形需求,提出一种具有较高环境适应性的伸缩式可变形滑翔飞行器(MGV),建立了含有冗余控制变量的MGV轨迹优化模型,利用伪谱法量化分析了MGV在射程覆盖能力、规避绕飞能力和末段打击能力三方面的性能收益,得到了飞行过程中的最优控制律和最优变形律,可指导制定变形策略和设计变形控制系统,为滑翔飞行器的后续发展和变形飞行器的相关研究提供参考。 展开更多
关键词 变形飞行 轨迹优化 伪谱法
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变构型飞行器蒙皮多维大尺度变形重构方法 被引量:3
20
作者 王元锋 何彦霖 +1 位作者 周康鹏 祝连庆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期197-205,共9页
变构型飞行器在执行不同飞行任务时会大尺度地改变机翼结构和蒙皮形状,蒙皮多维大尺度的变形重构是变形飞行器研究中的难点。本文针对这一问题,提出一种基于多芯光纤传感的变形飞行器蒙皮变形形状重构方法。该方法基于多芯光纤光栅应变... 变构型飞行器在执行不同飞行任务时会大尺度地改变机翼结构和蒙皮形状,蒙皮多维大尺度的变形重构是变形飞行器研究中的难点。本文针对这一问题,提出一种基于多芯光纤传感的变形飞行器蒙皮变形形状重构方法。该方法基于多芯光纤光栅应变传感原理,利用传感器上的多个光栅传感点,建立光栅波长漂移和曲率之间的转换关系,实现三维曲线重构。此外,为了重构变构型飞行器多维大尺度变形下的形状,本文研究了将重构曲线转化为飞行器机翼的展开角和翻转角,并结合两个角度和飞行器机翼的长宽等固有参数,通过拟合插值将两个角度变化引起的变形连续化,实现了柔性蒙皮多维大尺度变形重构。同时,本文为了减小温度造成的误差,利用多芯光纤中间纤芯不受拉伸和压缩、只受温度影响的特点,将中间纤芯与旁轴纤芯的中心波长漂移量做差,实现温度解耦。为了验证本文变形重构方法的有效性,对飞行器蒙皮多种不同情况下的变形进行了实验测试,并将形变重构结果与视觉测量进行了对比。研究结果表明,飞行器蒙皮多维大尺度变形重构的平均误差为7 mm,变形角度重构的平均误差为3.6%,可以实现变构型飞行器蒙皮多维大尺度变形重构,该方法在航空航天器等结构变形监测领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 变形飞行 光纤布拉格光栅 柔性蒙皮 多维大尺度变形重构
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