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基于新型趋近律的AABS积分滑模控制系统设计
1
作者 徐萌 李艳 +2 位作者 高洁 徐海 高冰 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1107-1116,共10页
针对飞机防滑刹车系统(AABS)具有强时变性、强不可测性、内外干扰因素多的特点,提出一种变指数分数阶指数趋近律的AABS积分滑模控制(ISMC)方法。建立飞机着陆滑跑时系统的动力学模型;以提高系统快速性和鲁棒性为目标,引入变结构控制实... 针对飞机防滑刹车系统(AABS)具有强时变性、强不可测性、内外干扰因素多的特点,提出一种变指数分数阶指数趋近律的AABS积分滑模控制(ISMC)方法。建立飞机着陆滑跑时系统的动力学模型;以提高系统快速性和鲁棒性为目标,引入变结构控制实现最佳滑移率和最大结合系数的跟踪问题;改进分数阶指数趋近律的积分滑模控制律,在抑制抖振现象的同时加快跟踪到最佳滑移率的速度;设计滑模观测器观测飞机速度,以减少存在的内外界非线性干扰;利用MATLAB仿真平台,对所提方法的可行性及有效性进行仿真验证。仿真结果表明:所设计的变指数分数阶指数趋近律的积分滑模控制器整体控制效果优于传统线性滑模控制器,滑模观测器可以精准估计飞机速度,所提方法提高了系统整体设计的鲁棒性,缩短了刹车时间和刹车距离,控制效果良好。 展开更多
关键词 飞机防滑刹车系统 分数阶 积分滑模控制 滑移率 鲁棒性
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低空监视技术及其发展趋势综述 被引量：9
2
作者 汤新民 顾俊伟 +1 位作者 刘冰 张康 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期973-993,共21页
随着低空经济改革的不断推进,低空飞行器呈现高密度、异构性、自主性、有人/无人混合运行的新局面。低空监视作为低空运行安全的重要保障,可以保证飞行器低空安全高效运行。为解决当前低空监视手段不健全的问题,需要针对复杂的低空环境... 随着低空经济改革的不断推进,低空飞行器呈现高密度、异构性、自主性、有人/无人混合运行的新局面。低空监视作为低空运行安全的重要保障,可以保证飞行器低空安全高效运行。为解决当前低空监视手段不健全的问题,需要针对复杂的低空环境,构建涵盖有人/无人混合运行的低空无盲区监视技术体系。首先,从低空监视的概念及其发展趋势分析了当前低空监视存在的难点问题,包括机载设备重量体积功耗限制、信道资源紧张和飞行器差异性;其次,从协作监视技术和非协作监视技术两个角度出发,阐述了国内外关键监视技术现状,并对各技术手段的相关特性进行系统化的对比总结;最后,面向新一代低空监视的发展,探讨未来协作监视、非协作监视以及融合监视技术的发展方向,以期对未来低空飞行器安全运行有一定的指导意义。 展开更多
关键词 低空监视技术 协作与非协作监视 城市空中交通 广播式自动相关监视 通感一体
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航空动力锂离子电池热失控行为与气体燃爆危险性研究进展 被引量：2
3
作者 杨娟 牛江昊 +3 位作者 魏陟珣 胡佳宁 包防卫 张青松 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期85-102,共18页
动力锂离子电池的安全问题是制约电动航空器运行与适航取证的技术瓶颈问题,影响全球电动航空的发展。由锂离子电池热失控引发的燃烧、爆炸等失效事件会造成机毁人亡的灾难性后果。旨在为相关研究人员介绍锂离子电池热失控爆炸特性的研... 动力锂离子电池的安全问题是制约电动航空器运行与适航取证的技术瓶颈问题,影响全球电动航空的发展。由锂离子电池热失控引发的燃烧、爆炸等失效事件会造成机毁人亡的灾难性后果。旨在为相关研究人员介绍锂离子电池热失控爆炸特性的研究现状,从锂离子电池热失控燃爆行为、热失控气体爆炸极限和热失控气体爆炸危险性评估3个方面进行阐述:在锂离子电池热失控燃爆行为方面,介绍了锂离子电池热失控发展过程,分析了热失控冲击特征参数测定方法,总结了热射流演变机制及射流火焰的模拟仿真与实验方法;针对热失控气体的爆炸极限,对比国内外气体爆炸极限测试标准,总结了热失控气体爆炸极限理论计算方法,并介绍了原位检测爆炸极限的创新方法;在热失控气体爆炸危险性评估方面,介绍了老化锂离子电池危险性评估方法,以及爆炸危险性参数指标。提出未来的研究将侧重于先进诊断技术、增强电解质稳定性、多尺度建模、先进抑制技术以及建立标准化测试流程和技术法规等领域。 展开更多
关键词 航空动力锂离子电池 热失控 气体燃爆 爆炸冲击
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低温循环老化航空锂离子电池热失控的爆炸危险性 被引量：1
4
作者 杨娟 魏陟珣 +2 位作者 牛江昊 闫晓亮 张青松 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期103-114,共12页
鉴于全寿命周期内循环老化后航空锂离子电池热失控反应较新电池有显著差异,且低温环境对锂离子电池系统重大失效危险性影响更加贴近低空实际飞行场景,自主搭建了锂离子电池热失控及气体爆炸测试平台,采用锂离子电池的热失控时间、表面... 鉴于全寿命周期内循环老化后航空锂离子电池热失控反应较新电池有显著差异,且低温环境对锂离子电池系统重大失效危险性影响更加贴近低空实际飞行场景,自主搭建了锂离子电池热失控及气体爆炸测试平台,采用锂离子电池的热失控时间、表面峰值温度和热失控超压及热失控气体的爆炸极限、压力及温度为关键参数,探讨低温(-10℃)循环老化对锂离子电池热失控爆炸危险性的影响。实验结果显示,常温循环老化锂离子电池较新电池热失控时间明显提前和电池安全阀开启到完全热失控的时间间隔明显增长,分别为559.86和122.56 s,且热失控气体爆炸下限升高30.95%,气体爆炸压力降低至258.6 kPa;低温环境因素则会使老化锂离子电池热失控的爆炸危险性发生显著变化,导致热失控时间提前至412.38 s,安全阀打开到完全热失控的时间间隔缩短至56.66 s,并使热失控气体爆炸下限降低20.49%,爆炸压力高达319.5 kPa。 展开更多
关键词 热失控 循环老化 航空锂离子电池 爆炸极限 低温环境
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航空动力锂离子电池热失控高温与冲击危害的被动防护包容性
5
作者 杨娟 梁焰彭 +2 位作者 刘媛 刘添添 张青松 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期115-125,共11页
锂离子电池热失控造成的热冲击将损坏安装结构,对周围人员和设备安全构成威胁,是限制其在航空领域应用的关键问题。通过自主搭建的锂离子电池热失控高温冲击实验平台研究发现,单节电池热冲击对电池包顶板的冲击压力高达13.23 kPa,致使... 锂离子电池热失控造成的热冲击将损坏安装结构,对周围人员和设备安全构成威胁,是限制其在航空领域应用的关键问题。通过自主搭建的锂离子电池热失控高温冲击实验平台研究发现,单节电池热冲击对电池包顶板的冲击压力高达13.23 kPa,致使其外表面温度高达274℃。为了有效包容锂离子电池热失控造成的高温冲击危害,提出了电池包顶板涂敷防火涂层的被动防护方法。通过实验研究发现,环氧树脂基膨胀型防火涂层可通过膨胀有效阻隔锂离子电池热失控冲击压力的影响,通过吸收热量降低并延缓电池包顶板的温度上升。分析锂离子电池热失控包容性验证实验结果可知,1.0 mm厚的E80S20涂层和E85S15B3涂层分别使电池包顶板最高温度下降52.16%和55.80%,结构最高形变分别降低72.2%和44.4%。研究结果表明,防火涂层被动防护技术能够有效提升电池舱体对热失控高温和冲击危害的包容性,可作为航空动力锂离子电池系统安全性设计的有效措施。 展开更多
关键词 锂离子电池 热冲击 防火涂层 被动防护 热失控包容性
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面向低空高密度UAT2模式ADS-B接收设备监视容量评估
6
作者 汤新民 冯文源 管祥民 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期572-579,共8页
针对未来通用访问收发机(Universal access transceiver,UAT2)模式的广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)系统设备在低空高密度情景下对低空飞行器的监视工作可能产生报文重叠的问题,将泊松过程和二... 针对未来通用访问收发机(Universal access transceiver,UAT2)模式的广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)系统设备在低空高密度情景下对低空飞行器的监视工作可能产生报文重叠的问题,将泊松过程和二项分布等概率公式与UAT2数据链收发过程特点结合,建立ADS-B接收设备处理单条报文接收成功率与影响变量的关系模型,揭示了在理想工作情况下和报文重叠的情况下,ADS-B接收设备的监视容量由信道误码率和处理速率共同决定。仿真结果表明:以报文接收成功率PSUC不低于70%为期望值,信道误码率为10-2时,监视容量可达到199条/s,误码率为10-3时,监视容量可达到256条/s,仿真实验结果与模型曲线基本拟合验证了本文所提的UAT2数据链路ADS-B接收设备的监视容量量化评估模型的合理性。 展开更多
关键词 城市空中交通 广播式自动相关监视 通用访问收发机2 监视容量 泊松过程
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一种改进的交互多模型算法在机场运动目标跟踪中的应用
7
作者 鲁其兴 汤新民 +1 位作者 齐鸣 管祥民 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第7期2225-2236,共12页
为了提高场面监视效率,实现场面运动目标精准跟踪,考虑到传统交互多模型由于固定马尔可夫转移概率矩阵导致模型跟踪精度降低,该文提出一种转移概率自适应改进的交互多模型滤波算法。该算法利用观测数据和滤波残差数据,结合模糊推理算法... 为了提高场面监视效率,实现场面运动目标精准跟踪,考虑到传统交互多模型由于固定马尔可夫转移概率矩阵导致模型跟踪精度降低,该文提出一种转移概率自适应改进的交互多模型滤波算法。该算法利用观测数据和滤波残差数据,结合模糊推理算法,构建机动强弱模糊推理系统,推理出观测数据与隐马尔可夫显状态集合的映射关系,得到显状态集下的状态序列;根据隐马尔可夫模型中的Baum-Welch算法实时求解状态转移矩阵和更新观测概率矩阵,优化状态转移概率矩阵自适应更新策略;将机动强弱模糊推理系统和隐马尔可夫模型融入交互多模型算法中,构成机动目标实时估计的模糊隐马尔可夫-交互多模型算法,以提高跟踪精度;最后,基于实际场面ADS-B轨迹数据进行了验证,验证结果显示,改进后的交互多模型能够在非等间隔预测条件下实现参数的自适应调整,且在双维度4项统计指标中,位置跟踪精度方面分别提高了63.5%,54.3%,40.3%,22.7%,速度和加速度的轨迹拟合精度均得到了提高,验证了改进算法的优越性。 展开更多
关键词 目标跟踪 交互多模型 ADS-B 转移概率矩阵 跟踪误差
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考虑碰撞概率的机场场面交叉口冲突预警方法
8
作者 常鑫 马光辉 +2 位作者 高建树 杨威屏 范翔宇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第11期4776-4785,共10页
在智慧机场迅速崛起的背景下,自动驾驶车辆的广泛部署要求有一个高效的安全运行系统。为了开发一种基于碰撞概率的机场无人驾驶车辆碰撞预警方法,以ADS-B数据为基础,考虑在滑行道路段和交汇点处飞机与车辆的交互情况,分别对这两种交互... 在智慧机场迅速崛起的背景下,自动驾驶车辆的广泛部署要求有一个高效的安全运行系统。为了开发一种基于碰撞概率的机场无人驾驶车辆碰撞预警方法,以ADS-B数据为基础,考虑在滑行道路段和交汇点处飞机与车辆的交互情况,分别对这两种交互环境进行碰撞概率方法分析;然后通过对单车预警仿真图进行分析设置不同级别的预警阈值,当碰撞概率0.3≤p(c)≤0.5时,跟随车辆进入二级预警状态,车辆制动加速度取值范围为0.5~1.5 m/s2;当p(c)>0.5时,跟随车辆进入一级预警状态,车辆制动加速度取最大值为2 m/s2;并根据设定的预警阈值分别对同一滑行道和交汇点处进行仿真分析;仿真测试显示,基于碰撞概率的预警方法能够计算出车辆在滑行道上行驶发生碰撞的概率,并根据相对应的预警阈值进行减速制动,有效降低了碰撞事故的可能性;通过蒙特卡洛随机模拟实验,得到交叉口处不同驾驶方式下的碰撞概率变化图,利用分级预警进行仿真分析,仿真实验表明无论哪种驾驶方式,该预警算法都能有效避免碰撞冲突,进一步证明所提方法具有较高的适应性。所构建的基于碰撞概率的机场无人驾驶车辆碰撞预警方法,能够有效避免机场场面碰撞冲突的发生,同时显著提升无人驾驶车辆在机场环境中的安全性。 展开更多
关键词 机场交通管控与运行 无人驾驶车辆 滑行道 交叉冲突 碰撞预警
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基于小波熵特征的无人机射频信号识别算法研究
9
作者 刘冰 时明心 刘佳琪 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第8期2736-2745,共10页
随着无人机技术的迅猛发展及其在多个领域的广泛应用,确保无人机的安全飞行和有效监管成为了一个重要的研究课题。该文提出一种基于小波熵特征和优化神经网络的无人机飞控射频信号分类识别方法,旨在解决复杂电磁环境中无人机信号识别的... 随着无人机技术的迅猛发展及其在多个领域的广泛应用,确保无人机的安全飞行和有效监管成为了一个重要的研究课题。该文提出一种基于小波熵特征和优化神经网络的无人机飞控射频信号分类识别方法,旨在解决复杂电磁环境中无人机信号识别的问题。通过提取射频信号的小波熵特征并构建特征向量,结合由大蔗鼠优化算法(GCRA)优化的支持向量机(SVM)分类器,实现了对不同型号无人机的有效分类。实验使用了公开数据集DroneRFa中的常见无人机射频信号,经过10-折交叉验证测试,该方法对于6种型号的无人机分类准确率达到了97%以上,最高可达99%,证明了所提方法的有效性和可靠性。该研究为无人机自主避障、路径规划以及多机协同作业提供了重要的技术支持。 展开更多
关键词 小波熵 优化神经网络 无人机射频信号 识别算法
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