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四旋翼无人机旋翼对机身非定常气动干扰特性 被引量：3
1
作者 朱毅飞 林德福 +1 位作者 莫雳 叶建川 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期410-422,共13页
四旋翼无人机的旋翼对机身构成非定常气动干扰,影响整机的动力学特性。针对此问题,采用计算流体动力学(CFD)计算方法,在刚体假设和不可压流假设下获得无人机机身在前飞工况下受力与力矩的非定常变化情况,并进行风洞实验,验证CFD方法的... 四旋翼无人机的旋翼对机身构成非定常气动干扰,影响整机的动力学特性。针对此问题,采用计算流体动力学(CFD)计算方法,在刚体假设和不可压流假设下获得无人机机身在前飞工况下受力与力矩的非定常变化情况,并进行风洞实验,验证CFD方法的合理性和计算结果的准确性。采用快速傅里叶变换方法,得到机身所受旋翼气动干扰的模态,从而在干扰力和力矩的变化频率与大小方面进行分析。结果表明:机身所受旋翼的气动干扰与旋翼的转速相关,并且可以由一个5阶傅里叶级数较好地拟合;相对于后旋翼,前旋翼对机身的气动干扰更强;经过简化,单1阶模态的傅里叶级数可以描述升力变化的主要特点,1~3阶模态的傅里叶级数可以描述阻力变化的主要特点;俯仰力矩的周期变化规律可以用单2阶模态的傅里叶级数描述,变化细节可以用1~4阶模态的傅里叶级数描述。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 机身 非定常气动干扰 计算流体力学 模态分析
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考虑输入饱和的空间飞行器姿态神经鲁棒自适应滑模控制 被引量：3
2
作者 李成洋 王伟 +2 位作者 耿宝魁 胡宽容 王雨辰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1269-1280,共12页
针对空间飞行器姿态跟踪控制过程中出现的执行器饱和、模型不确定性和未知外部扰动问题,提出了一种鲁棒自适应径向基函数神经网络(RBFNN)增强滑模控制方法。首先,基于四元数法建立空间飞行器姿态运动学和动力学模型,并针对未知外部扰动... 针对空间飞行器姿态跟踪控制过程中出现的执行器饱和、模型不确定性和未知外部扰动问题,提出了一种鲁棒自适应径向基函数神经网络(RBFNN)增强滑模控制方法。首先,基于四元数法建立空间飞行器姿态运动学和动力学模型,并针对未知外部扰动建立非线性扰动观测器。其次,为了解决执行器饱和问题,引入高斯误差函数对控制器幅值进行约束,并以PID滑模控制为框架,对控制器进行设计。在控制器设计过程中,利用新型切换函数将鲁棒自适应控制和RBFNN进行结合,对模型不确定性进行逼近,并利用梯度下降法解决RBFNN权值优化问题。随后,基于Lyapunov理论证明闭环系统的有界性,并分析了闭环系统的收敛域。最后,通过仿真分析验证了所设计控制器的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 空间飞行器 执行器饱和 模型不确定 扰动观测器 RBFNN
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刚弹性耦合的高超声速飞行器自适应有限时间控制 被引量：1
3
作者 范军芳 唐文桃 +2 位作者 纪毅 李亚峰 王伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期1132-1141,共10页
针对高超声速飞行器刚性-弹性耦合动力学特性诱发的再入姿态稳定控制难题,提出了一种具有有限时间收敛功能的自适应积分Lyapunov控制方法。建立了刚性-弹性耦合动力学模型,将弹性模态与外部不确定性视为归一化扰动,构造辅助误差补偿子... 针对高超声速飞行器刚性-弹性耦合动力学特性诱发的再入姿态稳定控制难题,提出了一种具有有限时间收敛功能的自适应积分Lyapunov控制方法。建立了刚性-弹性耦合动力学模型,将弹性模态与外部不确定性视为归一化扰动,构造辅助误差补偿子系统。设计自适应律跟踪归一化扰动,可使姿态跟踪误差在有限时间内收敛,同时增强积分Lyapunov控制方法的鲁棒性。此外,为解决传统反步法控制的“微分爆炸”问题,引入一阶线性滤波器,避免了直接求导,得到了平滑且可执行的控制指令。仿真结果表明:所提控制方法在气动参数摄动±20%的条件下,实现速度跟踪误差不大于0.1 m/s,高度跟踪误差不大于0.5 m,可有效抑制弹性模态和外部扰动对姿态控制的不利影响。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 刚性-弹性耦合 自适应方法 积分Lyapunov控制 有限时间收敛
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一种基于迁移学习的多任务制导算法 被引量：2
4
作者 罗皓文 何绍溟 亢有为 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1787-1798,共12页
针对典型的飞行器制导任务,利用深度学习算法可以有效地拟合导弹飞行状态与制导指令之间的函数关系。然而当制导任务发生变化时,其二者之间的映射关系也会随之改变,从而导致在当前环境下预训练好的模型无法直接作用于新环境,重新训练制... 针对典型的飞行器制导任务,利用深度学习算法可以有效地拟合导弹飞行状态与制导指令之间的函数关系。然而当制导任务发生变化时,其二者之间的映射关系也会随之改变,从而导致在当前环境下预训练好的模型无法直接作用于新环境,重新训练制导模型需要大量的弹道数据和巨额的时间成本。为解决上述问题,基于迁移学习的思想引入域对抗神经网络,提出基于迁移学习的多任务制导算法。以1个含有大量标签数据的源域任务辅助2个含有极少量标签数据的目标域任务进行迁移学习,从而克服预训练与在线控制之间的环境差异。使用特征提取器和域判别器提取出对任务环境不敏感的关键特征,使神经网络学习到各个任务所共享的底层信息;为提高预测精度,分别设计针对不同任务的偏置加速度预测器。数值仿真结果表明:基于迁移学习的多任务制导算法实现了导弹在不同任务中的加速度指令预测。 展开更多
关键词 多约束制导 计算制导 深度学习 迁移学习 偏置比例导引
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面向高机动目标拦截任务的空空导弹制导方法综述 被引量：11
5
作者 纪毅 王伟 +3 位作者 张宏岩 范军芳 豆登辉 裴培 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第6期15-25,共11页
当下高速飞行武器技术的飞速发展为防空反导任务带来严峻挑战,亦对应用于空空导弹的目标轨迹预测技术与空空导弹制导技术提出全新要求。在此背景下,本文提出空空导弹目标预测与制导任务的新需求,以两种典型空空导弹为例介绍第四代空空... 当下高速飞行武器技术的飞速发展为防空反导任务带来严峻挑战,亦对应用于空空导弹的目标轨迹预测技术与空空导弹制导技术提出全新要求。在此背景下,本文提出空空导弹目标预测与制导任务的新需求,以两种典型空空导弹为例介绍第四代空空导弹的特性,阐述了空空导弹制导系统工作方式,详细综述了高速目标轨迹预测方法、制导算法以及制导控制一体化方法的研究现状,并对比分析了各方法的优势与缺陷。最后,对仍需进一步研究的问题进行展望。 展开更多
关键词 导航、制导与控制 空空导弹 高机动目标 目标轨迹预测 制导算法 制导控制一体化
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基于最大似然估计和混合梯度优化的射手模型辨识 被引量：4
6
作者 吴骏雄 林德福 +1 位作者 王辉 袁亦方 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2399-2409,共11页
光纤制导过程中射手对于光电显示的响应及其控制行为将直接影响弹药的制导控制性能。针对此问题,将最大似然估计法应用于射手模型辨识研究中。为解决辨识过程中遇到的非线性优化问题,采用遗传算法和高斯-牛顿优化算法混合策略提高寻找... 光纤制导过程中射手对于光电显示的响应及其控制行为将直接影响弹药的制导控制性能。针对此问题,将最大似然估计法应用于射手模型辨识研究中。为解决辨识过程中遇到的非线性优化问题,采用遗传算法和高斯-牛顿优化算法混合策略提高寻找全局最优解的概率,并使用单纯形法提高算法鲁棒性。基于交叉原理提出适用于导引头回路的精确模型,设计仿真实验平台并进行了多轮次人在回路实验,将输出误差框架下的最大似然估计方法成功应用于实验数据中。结果表明:混合梯度优化算法能够找到全局最优值,辨识模型能够准确反映射手本身的动态特性,辨识方法和辨识的射手模型对于光纤寻的弹药制导控制系统设计具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 光纤图像制导武器 射手模型 交叉模型 最大似然估计 混合梯度优化 输出误差法 遗传算法 高斯-牛顿优化
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基于快速一致性理论的多导弹协同制导 被引量：6
7
作者 毛宁 范军芳 李斌 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期227-234,共8页
针对多枚导弹协同攻击时需提前装定协同时间和剩余飞行时间的问题,通过二阶连续时间多智能体系统一致性理论,利用两段式制导实现了一种多弹一致的协同制导策略,该方法不需要提前装定协同时间和剩余飞行时间信息,避免剩余飞行时间估计误... 针对多枚导弹协同攻击时需提前装定协同时间和剩余飞行时间的问题,通过二阶连续时间多智能体系统一致性理论,利用两段式制导实现了一种多弹一致的协同制导策略,该方法不需要提前装定协同时间和剩余飞行时间信息,避免剩余飞行时间估计误差对协同时间和制导精度的影响。同时为了加快状态趋于一致的速度,设计了一种快速一致性算法,给出了系统的最大允许延迟。将快速一致性算法应用到协同制导中,与标准一致性算法的仿真对比,快速一致性算法下的各导弹状态趋于一致的时间缩短,弹间需要通讯的时间减少,使各导弹更快进入末制导段。 展开更多
关键词 快速一致性理论 两段式制导 制导精度 比例导引制导律 协同制导
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基于事件触发机制的多飞行器有限时间协同制导方法 被引量：3
8
作者 纪毅 李俊贤 +2 位作者 王伟 闫华杰 范军芳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期946-956,共11页
针对多飞行器目标齐射问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间一致性协同制导方法,通过事件触发机制减少控制指令生成与通信频次,进而降低了信道负载,提升了通信效率与可靠性。首先,设计了两阶段制导律,第一阶段使各飞行器的中间变量... 针对多飞行器目标齐射问题,提出一种基于事件触发机制的有限时间一致性协同制导方法,通过事件触发机制减少控制指令生成与通信频次,进而降低了信道负载,提升了通信效率与可靠性。首先,设计了两阶段制导律,第一阶段使各飞行器的中间变量一致性误差收敛至一小区间,第二阶段利用三维比例导引律完成制导。其次,将多飞行器系统制导动力学模型整理为二阶多智能体动力学系统,并通过设计终端滑模面将其降阶为一阶多智能体动力学系统。最后,基于事件触发机制,分别设计了集中式与分布式一致性制导方法。理论分析与仿真结果验证了上述方法的有效性、有限时间收敛性与Zeno现象规避性。 展开更多
关键词 多飞行器协同制导 两阶段制导 有限时间一致性 事件触发机制 终端滑模
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