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运载火箭自适应减载控制技术 被引量:11
1
作者 潘豪 冯昊 +2 位作者 李新明 胡煜荣 王光辉 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期58-61,88,共5页
为减小新型中型运载火箭飞经大风区的气动过载,保证箭体结构安全,采用主动减载控制设计,分析了基于扩张状态观测器的自适应减载控制方法,基于过载传感器的减载控制方法,以及将两种技术结合的使用方法。仿真分析结果表明,针对新型中型运... 为减小新型中型运载火箭飞经大风区的气动过载,保证箭体结构安全,采用主动减载控制设计,分析了基于扩张状态观测器的自适应减载控制方法,基于过载传感器的减载控制方法,以及将两种技术结合的使用方法。仿真分析结果表明,针对新型中型运载火箭,3种自适应减载控制方法对减小气动过载均具有一定的效果。基于加速度表的过载控制在标称状态下具有较好的减载效果。 展开更多
关键词 运载火箭 减载控制 姿态控制 自抗扰控制
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载人运载火箭惯性器件冗余管理中的精度控制技术 被引量:4
2
作者 周涛 施国兴 +1 位作者 胡海峰 宁尧 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期59-64,共6页
运载火箭控制系统通过惯性器件冗余信息进行故障检测以提高系统可靠性,还可对惯组冗余信息采用信息融合技术以提高火箭入轨精度。以中国现役载人运载火箭控制系统双七表捷联惯组冗余设计为例,研究惯性器件冗余管理中的精度控制技术,提... 运载火箭控制系统通过惯性器件冗余信息进行故障检测以提高系统可靠性,还可对惯组冗余信息采用信息融合技术以提高火箭入轨精度。以中国现役载人运载火箭控制系统双七表捷联惯组冗余设计为例,研究惯性器件冗余管理中的精度控制技术,提出了基于惯性冗余信息故障诊断和信息融合的精度控制技术,并以其他火箭实际飞行故障案例进行仿真分析。仿真结果表明,提出的惯性器件冗余管理中的精度控制技术能有效判别故障信息,提高火箭入轨精度。 展开更多
关键词 冗余管理 故障诊断 信息融合 入轨精度
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导弹/火箭制导、导航与控制技术发展与展望 被引量:32
3
作者 马卫华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期860-867,共8页
本文对导弹/火箭制导、导航与控制(GNC)技术的发展进行了综述。总结归纳了不同阶段GNC关键技术的突破与跨越,重点对惯性导航、组合导航、摄动制导、闭路制导、迭代制导、频域设计、全数字设计、冗余控制、自适应控制等多项技术进行了总... 本文对导弹/火箭制导、导航与控制(GNC)技术的发展进行了综述。总结归纳了不同阶段GNC关键技术的突破与跨越,重点对惯性导航、组合导航、摄动制导、闭路制导、迭代制导、频域设计、全数字设计、冗余控制、自适应控制等多项技术进行了总结和应用成果论述。对未来GNC技术的发展进行了思考与展望,并提出了七项关键技术。针对更聪明、更自主的弹/箭控制技术发展需求,提出并分析了"会学习"弹/箭的制导、导航与控制技术。 展开更多
关键词 导弹/火箭 制导、导航与控制(GNC)
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高超声速飞行器控制技术研究进展与展望 被引量:32
4
作者 张远 黄旭 +2 位作者 路坤锋 白文艳 黄万伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期866-879,共14页
针对一类包含可变构型在内的高超声速飞行器的难点,分析了工程应用需求,综述了几类典型的非线性控制方法的研究进展。首先针对高超声速飞行器的几类常见研究模型,总结了模型来源及特点;其次,以实际工程需求为出发点,分析了此类飞行器的... 针对一类包含可变构型在内的高超声速飞行器的难点,分析了工程应用需求,综述了几类典型的非线性控制方法的研究进展。首先针对高超声速飞行器的几类常见研究模型,总结了模型来源及特点;其次,以实际工程需求为出发点,分析了此类飞行器的控制难点及对于控制系统能力提出的需求;再者,总结了高超声速飞行器几种典型非线性控制及智能控制研究的基本情况和进展,并给出了各类控制方案的框架;最后,面向未来任务形式多样化、环境复杂化的飞行器控制,讨论了可以进一步研究的问题和方向。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 高超声速变外形飞行器 非线性控制 容错控制 智能控制
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基于深度BP神经网络的智能信息融合技术 被引量:8
5
作者 袁英 郁丰 +1 位作者 踪华 陈阳 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期89-95,共7页
为了克服利用传统滤波算法进行信息融合的缺陷,提出基于深度BP神经网络的智能信息融合思路。深度BP神经网络具有强大的学习能力和非线性映射能力,可实现对卫星轨道动力学模型的模拟,并能结合观测值对轨道参数进行修正,为非标准多传感器... 为了克服利用传统滤波算法进行信息融合的缺陷,提出基于深度BP神经网络的智能信息融合思路。深度BP神经网络具有强大的学习能力和非线性映射能力,可实现对卫星轨道动力学模型的模拟,并能结合观测值对轨道参数进行修正,为非标准多传感器信息融合问题提供智能化的解决方案。将其应用到基于星光角距的自主天文导航系统中,仿真结果表明:无需精确的模型支撑,深度BP神经网络能够代替卡尔曼滤波完成信息融合并达到相当的精度。 展开更多
关键词 深度BP神经网络 智能信息融合 扩展卡尔曼滤波 组合导航
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对飞行器高速高精度控制中计算技术的探讨
6
作者 王丽娜 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期123-125,共3页
针对飞行器向高速高精度控制的方向发展的需求,对支撑其发展的计算技术领域中的几个重要方面进行了探讨,主要包括算法的研究、飞行器控制系统处理器芯片的设计、编程语言的选择、软件的设计等。其中对飞行器软件中算法的优化、飞行器控... 针对飞行器向高速高精度控制的方向发展的需求,对支撑其发展的计算技术领域中的几个重要方面进行了探讨,主要包括算法的研究、飞行器控制系统处理器芯片的设计、编程语言的选择、软件的设计等。其中对飞行器软件中算法的优化、飞行器控制系统中最小结构专用芯片的设计等进行了说明。 展开更多
关键词 飞行器 控制系统 计算技术 算法 处理器芯片 软件
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含扩张状态观测器的高超声速飞行器动态面姿态控制 被引量:40
7
作者 刘晓东 黄万伟 禹春梅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期916-922,共7页
针对高超声速飞行器复杂非线性、高不确定性和强通道耦合等特点,提出了一种飞行器姿态控制的非线性设计方法。根据高超声速飞行器无动力飞行的姿态运动方程组,给出一个可面向姿态控制的非线性设计模型。针对一类非线性系统,提出了一种... 针对高超声速飞行器复杂非线性、高不确定性和强通道耦合等特点,提出了一种飞行器姿态控制的非线性设计方法。根据高超声速飞行器无动力飞行的姿态运动方程组,给出一个可面向姿态控制的非线性设计模型。针对一类非线性系统,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的动态逆设计方法,并通过动态面控制理论,将其应用于高超声速飞行器的三通道姿态控制中。仿真结果表明,相比基于传统动态逆的动态面控制方案,本文所提出的控制方案可以保证飞行器快速、精确地跟踪角位置指令,并且具备针对系统不确定性的强鲁棒性能。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 姿态控制 动态逆控制 动态面控制 扩张状态观测器(ESO)
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含攻击角度约束的三维制导控制一体化鲁棒设计方法 被引量:6
8
作者 刘晓东 黄万伟 杜立夫 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1535-1542,共8页
针对具有攻击角度约束的STT飞行器对象,提出了一种三维制导控制一体化鲁棒设计方法.首先,基于某些可行性简化原则,推导出面向三维制导控制一体化设计的非线性数学模型.然后,针对一类多变量非线性系统,通过引入控制补偿项,提出了一种鲁... 针对具有攻击角度约束的STT飞行器对象,提出了一种三维制导控制一体化鲁棒设计方法.首先,基于某些可行性简化原则,推导出面向三维制导控制一体化设计的非线性数学模型.然后,针对一类多变量非线性系统,通过引入控制补偿项,提出了一种鲁棒动态逆设计方法.结合鲁棒动态逆和动态面控制方法,完成了制导控制一体化鲁棒算法的设计.仿真结果表明,所提出的三维制导控制一体化算法可保证飞行器的稳定飞行和精确制导,并且满足攻击角度的约束要求.此外,该方案具备针对参数不确定性和等效干扰的强鲁棒性能. 展开更多
关键词 制导控制一体化 非线性控制 动态逆控制 动态面控制 反演法
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声光调Q CO_2激光器波长调谐理论分析与实验研究 被引量:5
9
作者 潘其坤 陈飞 +4 位作者 石宁宁 李殿军 谢冀江 何洋 郭劲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期73-77,共5页
采用旋转光栅法实现了声光调Q CO_2激光器可调谐脉冲激光输出。理论分析了CO_2激光波长调谐特性,发现调节各支谱线腔内损耗是实现激光波长调谐的有效方法。进而理论计算了特定设计波长闪耀光栅的衍射效率与激光波长间的关系,结果显示光... 采用旋转光栅法实现了声光调Q CO_2激光器可调谐脉冲激光输出。理论分析了CO_2激光波长调谐特性,发现调节各支谱线腔内损耗是实现激光波长调谐的有效方法。进而理论计算了特定设计波长闪耀光栅的衍射效率与激光波长间的关系,结果显示光栅调谐的激光谱线自准直角与光栅闪耀角一致时具有最高的衍射效率。采用闪耀角分别为31.97°(闪耀波长10.59μm)和28.71°(闪耀波长9.60μm)的光栅实验研究了声光调Q CO_2激光器波长调谐特性,分别获得了65条和75条激光谱线。实验结果显示:光栅设计闪耀波长处于弱激光增益分支时可获得更多条激光谱线,该实验与理论计算结果相符。在脉冲重复频率为1 k Hz时,获得10.59μm激光脉冲宽度为160 ns,平均功率4.2 W,脉冲峰值功率26.25 k W,且稳定性良好。 展开更多
关键词 CO2激光器 波长调谐 闪耀光栅 声光调Q
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基于偏振光的导航技术研究 被引量:9
10
作者 江云秋 高晓颖 蒋彭龙 《现代防御技术》 北大核心 2011年第3期67-70,共4页
利用偏振光进行导航源于对生物的研究,人类在仿生研究基础上开展了基于偏振光的导航技术研究。介绍了偏振光的产生机理、仿生研究成果以及偏振导航传感器和导航技术研究成果,指出利用偏振光组合导航的方式可以大大提高系统性能,具有广... 利用偏振光进行导航源于对生物的研究,人类在仿生研究基础上开展了基于偏振光的导航技术研究。介绍了偏振光的产生机理、仿生研究成果以及偏振导航传感器和导航技术研究成果,指出利用偏振光组合导航的方式可以大大提高系统性能,具有广阔的应用领域。 展开更多
关键词 偏振光 导航 仿生 传感器
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严格反馈非线性系统的自适应神经网络输出反馈控制 被引量:9
11
作者 孙国法 田宇 王素珍 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期375-382,共8页
基于非线性反馈函数,文章设计神经网络状态观测器,解决一类非线性系统的输出反馈控制问题.非线性反馈神经网络观测器在系统存在不确定性函数的情况下实时估计系统状态.利用所获得的状态信号,设计了自适应神经网络动态面控制器,同时保证... 基于非线性反馈函数,文章设计神经网络状态观测器,解决一类非线性系统的输出反馈控制问题.非线性反馈神经网络观测器在系统存在不确定性函数的情况下实时估计系统状态.利用所获得的状态信号,设计了自适应神经网络动态面控制器,同时保证了闭环系统的稳定性和所有信号的有界性.通过调节设计参数的取值能够达到期望的闭环跟踪性能.数值仿真表明,所设计的状态观测器不需要对原系统做状态变换,能够克服输出反馈滑模控制器带来的抖震问题. 展开更多
关键词 状态观测器 动态面控制 自抗扰控制 神经网络
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捷联惯导动态角精度实时测试评定技术 被引量:1
12
作者 王浩 刘秀娟 齐建宇 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第13期266-270,共5页
针对验收和使用捷联惯导过程中对其姿态角、姿态角速度精确动态测试及性能评估的需求,设计了角度和角速度精度评估模型,利用高精度三轴转台、电子水平仪和高精度陀螺寻北仪等标准设备构建了检测评估系统。该系统可自动操控转台为被测捷... 针对验收和使用捷联惯导过程中对其姿态角、姿态角速度精确动态测试及性能评估的需求,设计了角度和角速度精度评估模型,利用高精度三轴转台、电子水平仪和高精度陀螺寻北仪等标准设备构建了检测评估系统。该系统可自动操控转台为被测捷联惯导提供动态角度和角速度激励,模拟摇摆、加速、减速、静态、匀速多种工况,并实时采集转台和捷联惯导的姿态角和姿态角速度输出偏差,实现了对动态角精度进行实时评估。通过检测OCTANS角精度实验,证明了该方法实时有效,动态激励全面,检测精度高,为捷联惯导动态角精度的评估提供了工程实用的新途径。 展开更多
关键词 捷联惯导 动态测试 角精度 性能评估
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基于SOC的航天系统集成设计技术研究 被引量:2
13
作者 蒋彭龙 刘亮亮 《现代防御技术》 北大核心 2013年第1期42-46,共5页
SOC是在一个单芯片上集成各项控制功能的片上微系统,是解决航天控制系统高集成和小型化的有效手段,是航天控制系统设计技术发展的一个重要方向。介绍了片上系统(SOC)技术的概念、优点和国内外发展现状,提出了一个航天控制领域(SOC)设计... SOC是在一个单芯片上集成各项控制功能的片上微系统,是解决航天控制系统高集成和小型化的有效手段,是航天控制系统设计技术发展的一个重要方向。介绍了片上系统(SOC)技术的概念、优点和国内外发展现状,提出了一个航天控制领域(SOC)设计流程,以及后续发展重点和思路。 展开更多
关键词 片上系统 航天控制 系统集成
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片上系统技术在航天领域的发展和应用 被引量:5
14
作者 蒋彭龙 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2010年第5期17-20,共4页
由于片上系统(System on chip,SOC)技术使系统集成度更高、功能更强,具有更高的可靠性,以及更低的系统功耗,因此,SOC技术在航天控制领域得到了飞速的发展和应用。介绍SOC技术在国内外的发展情况,依据航天型号研制要求,提出航天领域的SO... 由于片上系统(System on chip,SOC)技术使系统集成度更高、功能更强,具有更高的可靠性,以及更低的系统功耗,因此,SOC技术在航天控制领域得到了飞速的发展和应用。介绍SOC技术在国内外的发展情况,依据航天型号研制要求,提出航天领域的SOC研制流程、质量管理要求,以及重点发展方向。 展开更多
关键词 片上系统 航天控制 系统集成
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载人运载火箭全要素约束迭代制导技术 被引量:1
15
作者 施国兴 柴嘉薪 胡海锋 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2022年第1期47-52,共6页
运载火箭使用的制导技术目前有摄动制导和迭代制导。摄动制导方法无法满足载人火箭的高精度入轨要求,而迭代制导方法能满足高精度入轨要求,但无法约束其终端姿态。提出了一种载人运载火箭用全要素约束迭代制导技术,通过优化终端姿态反... 运载火箭使用的制导技术目前有摄动制导和迭代制导。摄动制导方法无法满足载人火箭的高精度入轨要求,而迭代制导方法能满足高精度入轨要求,但无法约束其终端姿态。提出了一种载人运载火箭用全要素约束迭代制导技术,通过优化终端姿态反馈算法和精细化考虑迭代末段的速度和位置约束量,使得运载火箭以期望终端姿态角实现高精度入轨。算例表明,该算法解决了载荷在入轨时刻有高分离姿态约束需求的工程实际问题,具有很高的工程应用价值。 展开更多
关键词 姿态约束 迭代制导 二次曲线 制导算法
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高超声速飞行器无在线求导backstepping控制方法 被引量:9
16
作者 路遥 贾志强 +1 位作者 刘晓东 路坤锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期103-110,共8页
针对高超声速飞行器纵向通道跟踪控制问题,提出一种无需对虚拟控制量进行在线求导的新型backstepping控制方法。首先将飞行器动力学模型划分为速度子系统和航迹倾角子系统,然后采用backstepping方法设计航迹倾角子系统控制器,利用高阶... 针对高超声速飞行器纵向通道跟踪控制问题,提出一种无需对虚拟控制量进行在线求导的新型backstepping控制方法。首先将飞行器动力学模型划分为速度子系统和航迹倾角子系统,然后采用backstepping方法设计航迹倾角子系统控制器,利用高阶微分器技术直接设计虚拟控制量一阶导数的控制律,这样即避免了现有backstepping方法中求取虚拟控制量一阶导数时存在的“复杂性爆炸”问题,同时能够简化控制器结构,减少待设计控制器参数数目。另外,采用跟踪微分器技术设计了不确定项观测器以实现对模型中各类不确定项的估计,进而提高控制器的跟踪精度。最后,采用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性,并通过对比仿真实验验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 跟踪控制 反步法 复杂性爆炸 高阶微分器 不确定项估计
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高速飞行器集群通信拓扑自适应控制方法 被引量:6
17
作者 白成超 王会霞 +1 位作者 郭继峰 路坤锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1008-1019,共12页
针对基于传统通信机制的高速飞行器集群控制策略鲁棒性低、所需通信量大的问题,提出一种基于深度强化学习框架的可自主调节通信数量的集群控制方法。其中,使用深度神经网络构建控制策略与通信策略耦合的集群控制策略,其输出包含控制飞... 针对基于传统通信机制的高速飞行器集群控制策略鲁棒性低、所需通信量大的问题,提出一种基于深度强化学习框架的可自主调节通信数量的集群控制方法。其中,使用深度神经网络构建控制策略与通信策略耦合的集群控制策略,其输出包含控制飞行器运动的过载指令以及与邻近飞行器的通信数量。通过与任务环境的不断交互,训练出的集群控制策略能根据环境信息自主调整通信拓扑结构,保证集群控制的鲁棒性和较低的通信量。仿真结果表明,相比于集中式,分层式和分布式通信机制,所提的自适应通信机制可在较低的集群通信量下安全快速地控制飞行器集群到达目标点并且较好地保持编队队形。 展开更多
关键词 高速飞行器 通信拓扑 集群控制 深度强化学习 自适应通信机制
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一种非仿射高超声速飞行器姿态系统控制方法 被引量:11
18
作者 路遥 刘晓东 路坤锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期132-140,共9页
针对非仿射高超声速飞行器姿态控制问题,提出了一种基于反步法的非线性控制方法。首先,通过干扰观测器估计攻角动态中的扰动量,在此基础上设计了俯仰角速度虚拟控制指令。然后,针对含有非仿射项的参数不确定的俯仰角速度动态函数,将其... 针对非仿射高超声速飞行器姿态控制问题,提出了一种基于反步法的非线性控制方法。首先,通过干扰观测器估计攻角动态中的扰动量,在此基础上设计了俯仰角速度虚拟控制指令。然后,针对含有非仿射项的参数不确定的俯仰角速度动态函数,将其视为一个扩张状态,通过状态观测器对其进行估计。接着,基于动态逆方法设计了升降襟副翼的控制律并基于李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性。采用指令滤波器避免反步法应用中虚拟控制指令微分项的“复杂性爆炸”问题,并得到虚拟控制指令的一阶和二阶导数信号。所提方法能够适用于变速变高飞行模式。最后,通过对比仿真实验,验证了所设计控制方法的有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 非仿射 姿态控制 反步法 扩张状态观测器 干扰观测器
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高超声速变外形飞行器建模与有限时间控制 被引量:8
19
作者 张远 黄万伟 +2 位作者 路坤锋 白文艳 于江龙 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1979-1993,共15页
针对高超声速变外形飞行器变形带来的参数摄动大、变形过程建模难、外界干扰复杂等大不确定问题,研究了一类可变后掠飞行器建模与姿态控制问题,设计了一种有限时间控制方案。针对变外形飞行器建立了带有变形量的面向姿态控制的三自由度... 针对高超声速变外形飞行器变形带来的参数摄动大、变形过程建模难、外界干扰复杂等大不确定问题,研究了一类可变后掠飞行器建模与姿态控制问题,设计了一种有限时间控制方案。针对变外形飞行器建立了带有变形量的面向姿态控制的三自由度模型,该模型能够反映出变外形飞行器的内在影响。分析了变外形飞行器在典型状态下的气动特征,并给出了连续变形关键气动数据可行处理方案。针对可连续变形的飞行器设计了一套有限时间控制方案,并证明了系统稳定性。进一步考虑控制律中用到的指令微分项,设计了有限时间指令收敛滤波器。利用扩张状态观测器,估计不易测量状态和“综合扰动”。以考虑复杂干扰下的高超声速变外形飞行器为对象进行仿真,结果表明:所设计的控制方案可解决不同变形速率下、存在复合干扰的飞行器姿态控制问题。 展开更多
关键词 高超声速变外形飞行器 气动特性分析 有限时间控制 有限时间滤波器 扩张状态观测器
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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
20
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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