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动态博弈下变后掠翼飞行器智能决策规避方法
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作者 张景辉 张秀云 +1 位作者 刘达 宗群 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2026年第1期35-46,共12页
为解决变后掠翼飞行器在动态拦截环境下的自主规避问题,本文提出一种智能变形决策算法,通过实时调节后掠角,将动态变形作为规避的核心手段。首先,针对后掠角可变的变体飞行器模型,基于最小二乘法拟合气动系数,并分析了气动参数对飞行器... 为解决变后掠翼飞行器在动态拦截环境下的自主规避问题,本文提出一种智能变形决策算法,通过实时调节后掠角,将动态变形作为规避的核心手段。首先,针对后掠角可变的变体飞行器模型,基于最小二乘法拟合气动系数,并分析了气动参数对飞行器气动性能的影响,从而为智能变形决策提供依据。其次,考虑变后掠翼飞行器飞行速度、飞行区域边界等实际物理约束条件,构建面向突防任务的变体飞行器-双拦截器动态博弈场景,结合飞行器状态、拦截器状态及目标信息的状态空间,设计以规避效果、气动性能为优化目标的决策模型。仿真实验验证结果表明,本文算法能够在完成自主变形决策规避的同时,兼顾机动性和敏捷性,克服了传统变形策略依赖离线优化计算和根据预设任务切换,难以自适应应对高动态博弈环境的局限性。 展开更多
关键词 变体飞行器 强化学习 自主变形决策 柔性动作-评价 规避
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融合IMBOA与双向视线检查的无人机路径规划研究
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作者 任林超 唐嘉宁 陈云浩 《陕西科技大学学报》 北大核心 2026年第1期169-177,共9页
为解决磁性细菌优化算法(MBOA)在无人机路径规划中存在大量路径点冗余且拐点多导致路径不够平滑的问题,提出一种融合IMBOA与双向视线检查的无人机路径规划方法.首先在MBOA基础上引入路径筛选因子对算法搜索到的路径进行分类,然后设计了... 为解决磁性细菌优化算法(MBOA)在无人机路径规划中存在大量路径点冗余且拐点多导致路径不够平滑的问题,提出一种融合IMBOA与双向视线检查的无人机路径规划方法.首先在MBOA基础上引入路径筛选因子对算法搜索到的路径进行分类,然后设计了位置更新策略来提高初始路径质量、磁小体竞争进化策略来加速算法收敛,之后提出双向视线检查策略来去除路径点冗余,解决了上述问题.仿真结果表明:在复杂障碍物环境中,通过对比改进型粒子群算法(IPSO)、烟花算法(FWA)、改进型蚁群算法(IACO)和MBOA,所提方法均有效缩短了路径长度,减少了路径点和拐点个数,降低了无人机位姿变化次数,得到了更短更平滑的路径,证明了所提方法的可行性与有效性. 展开更多
关键词 路径规划 IMBOA 路径筛选因子 磁小体竞争进化 双向视线检查
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基于改进PPO算法的无人机航路规划
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作者 姜智中 贺建良 《电光与控制》 北大核心 2026年第1期24-29,77,共7页
为提升无人机执行的可靠性,需要根据地形及敌方威胁规划出光滑连续的航路,并确保无人机在沿航路飞行过程中满足飞行性能约束。针对飞行性能约束下无人机连续航路规划问题,基于深度强化学习方法建立规划模型,在标准近端策略优化(PPO)算... 为提升无人机执行的可靠性,需要根据地形及敌方威胁规划出光滑连续的航路,并确保无人机在沿航路飞行过程中满足飞行性能约束。针对飞行性能约束下无人机连续航路规划问题,基于深度强化学习方法建立规划模型,在标准近端策略优化(PPO)算法的基础上引入门控循环单元(GRU)进行改进,实现了满足约束条件和平滑要求的无人机航路规划。通过仿真验证,证明了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 深度强化学习 航路规划 近端策略优化 门控循环单元
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关于海上空中目标航迹增强问题的探讨
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作者 赵宇轩 陈旺凯 潘威宇 《中国设备工程》 2026年第2期251-253,共3页
针对海上空中目标航迹增强问题,本文提出了一种创新的数据驱动方法,该方法融合了多种算法与优化技术,构建了一个高度专业化的航迹增强模型。此模型全面考量了影响航迹精度的多重因素,并采用了高精度的插值策略以有效恢复数据缺失部分,... 针对海上空中目标航迹增强问题,本文提出了一种创新的数据驱动方法,该方法融合了多种算法与优化技术,构建了一个高度专业化的航迹增强模型。此模型全面考量了影响航迹精度的多重因素,并采用了高精度的插值策略以有效恢复数据缺失部分,显著地提升了数据的完整性和准确性,并通过引入动态时间规整技术,将原始散点数据转化为可识别的独立航线图,从而在各种复杂工作条件下均展现出卓越的预测性能,为海上空中目标的精密跟踪与深入分析提供了全新的理论视角与实践支持。 展开更多
关键词 轨迹相似性度量 动态时间规整 高斯过程回归 轨迹增强
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基于RBF网络的四旋翼无人机姿态鲁棒自适应反步滑模控制 被引量:5
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作者 刘金华 王远 +1 位作者 张智轩 李涛 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期36-42,共7页
针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数... 针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数估计自适应律来代替神经网络权值的调整,并用Lyapunov理论证明系统的稳定性.仿真结果表明:该方法相比反步滑模控制方法,在有干扰的情况下,有更短的调节时间,更好的跟踪精度,验证了本方法具有更好的抗干扰性和鲁棒性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 反步滑模控制 RBF神经网络 鲁棒自适应控制
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无人飞行器集群自主控制:预设性能驱动的安全编队控制 被引量:1
6
作者 方浩 赵欣悦 陈杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第5期931-941,共11页
针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,... 针对障碍环境下多无人机编队跟踪问题,提出一种兼顾编队跟踪性能与安全的控制框架.在该框架中,首先利用性能边界可调的预设性能控制方法生成期望控制信号,使无人机跟踪虚拟领导者的期望轨迹,跟踪过程中满足瞬态与稳态误差约束.进一步,基于控制障碍函数描述无人机的安全状态集合并建立二次规划问题,利用Karush-Kuhn-Tucker条件得到最小干预安全控制器的闭式解.最后,利用安全控制的闭式解构造辅助系统,实现性能函数的自适应更新.理论分析表明,该算法能够在编队跟踪与安全性冲突条件下确保系统安全,在不发生冲突时实现性能约束下的编队跟踪.仿真结果验证了提出算法的有效性. 展开更多
关键词 多无人机编队跟踪 安全控制 预设性能控制 控制障碍函数 辅助系统
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基于在线高斯模型驱动MPC的四旋翼轨迹跟踪控制 被引量:2
7
作者 叶大鹏 陈书达 张之得 《飞行力学》 北大核心 2025年第1期56-62,共7页
针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制中模型预测控制(MPC)的标称模型不确定问题,提出了一种基于在线高斯过程回归模型增强的模型预测控制(OGP-MPC)方法,利用在线高斯过程回归(OGP)模型补偿标称模型的动力学误差。设计了一种新的在线GP模型更... 针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制中模型预测控制(MPC)的标称模型不确定问题,提出了一种基于在线高斯过程回归模型增强的模型预测控制(OGP-MPC)方法,利用在线高斯过程回归(OGP)模型补偿标称模型的动力学误差。设计了一种新的在线GP模型更新框架,通过引入子GP模型对新数据进行预处理,提高数据质量,进而迭代更新主GP模型参数,以实现自适应动力学模型误差补偿。仿真结果表明,相比传统MPC和GP-MPC,所提方法在圆形轨迹下的模型精度和跟踪精度提升均超过16%,空间曲线轨迹下提升超过5%。 展开更多
关键词 四旋翼 模型预测控制 数据驱动 高斯过程回归 轨迹跟踪
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一种低功耗数字阀建模、性能分析及试验验证
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作者 姚静 杨帅 +1 位作者 王梦阳 王佩 《航空学报》 北大核心 2025年第2期319-334,共16页
高速开关式数字阀是航空液压系统核心控制元件之一,直接关乎飞行器的性能与运行安全。响应时间是数字阀首要指标,通过提高激励电压可以有效改善动态特性,但容易造成过多能量消耗和温升,进而带来电磁力等多方面性能退化,甚至出现匝间击... 高速开关式数字阀是航空液压系统核心控制元件之一,直接关乎飞行器的性能与运行安全。响应时间是数字阀首要指标,通过提高激励电压可以有效改善动态特性,但容易造成过多能量消耗和温升,进而带来电磁力等多方面性能退化,甚至出现匝间击穿、烧毁等安全事故。针对以上问题提出了一种新型低功耗数字阀。在磁路中引入永磁体,利用永磁体的磁场维持工作状态,仅在启闭过程激励瞬时电压,从而降低阀的功耗,以减弱数字阀高响应与低温升之间的设计矛盾。在此基础上,分别建立了永磁体磁场和电磁场混合励磁下低功耗数字阀的理论模型和有限元模型,研究了关键参数对其电磁特性、动态特性和能耗特性影响。最后,搭建了数字阀试验台,对仿真模型及分析结果进行验证。试验表明,与搭配先进控制方法的传统数字阀相比,低功耗数字阀启闭响应时间分别缩短49.3%和35.6%,流量可控区间扩展20%。大占空比下,低功耗数字阀温升最高降低40℃,且温升不受占空比影响,低功耗数字阀对提升航空液压系统性能及安全性具重要意义。 展开更多
关键词 低功耗 数字阀 磁场耦合 动态特性 静态特性 温升
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基于时变滑模的高速飞行器复合控制方法
9
作者 周荻 王欢 +1 位作者 张奕群 楼朝飞 《航空学报》 北大核心 2025年第6期152-166,共15页
针对高速飞行器机动飞行过程中气动参数随时间变化的问题,提出了一种直/气复合系统的时变控制方法。针对高速飞行器复合控制系统时变模型,在气动力系统中,采用线性二次型调节器设计时变控制律。在此基础上,构建了直接力控制时变受控对象... 针对高速飞行器机动飞行过程中气动参数随时间变化的问题,提出了一种直/气复合系统的时变控制方法。针对高速飞行器复合控制系统时变模型,在气动力系统中,采用线性二次型调节器设计时变控制律。在此基础上,构建了直接力控制时变受控对象,然后针对该时变系统提出了一种将系统转换为相变量标准型的滑模控制方法。利用Lyapunov-Krasovskii泛函证明了设计的时变复合控制系统的稳定性。仿真表明,与时不变控制器的仿真结果相比,验证了时变复合控制方法的有效性。 展开更多
关键词 时变复合控制 线性二次型调节器 滑模控制 相变量标准型 LYAPUNOV-KRASOVSKII泛函
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基于复合全局非奇异快速终端滑模的四旋翼无人机轨迹跟踪控制
10
作者 陈城 刘云平 +2 位作者 张永宏 孙元鑫 徐梁 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第10期1050-1060,共11页
为提升四旋翼无人机在多源干扰情况下的轨迹跟踪精度和快速性,提出了一种复合全局非奇异快速终端滑模控制方法。首先,充分考虑四旋翼无人机位置和姿态回路特性,将其划分为4个独立通道使其转为级联通道。其次,采用扩张状态观测器对集总干... 为提升四旋翼无人机在多源干扰情况下的轨迹跟踪精度和快速性,提出了一种复合全局非奇异快速终端滑模控制方法。首先,充分考虑四旋翼无人机位置和姿态回路特性,将其划分为4个独立通道使其转为级联通道。其次,采用扩张状态观测器对集总干扰(各通道中的耦合项和外部干扰)和状态信息进行估计,基于估计的信息设计复合全局非奇异快速终端滑模控制,并采用饱和函数代替符号函数以保证控制量的连续性。最后,仿真结果表明,所提方法相比较于传统的PID、自抗扰控制及非奇异快速终端滑模控制方案分别提高了76.3%、62.7%及74.4%,验证了所提控制方案具有更高的轨迹跟踪精度和抗干扰性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 轨迹跟踪 扩张状态观测器 非奇异快速终端滑模 抗干扰
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考虑非匹配扰动的飞机EMA伺服系统的改进滑模复合控制
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作者 常雨芳 张闯闯 +2 位作者 高鹏 严怀成 黄文聪 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1407-1416,共10页
飞机机电作动器(EMA)伺服系统中普遍存在的非匹配扰动会降低系统状态的跟踪精度.针对此问题,本文提出了一种基于级联扩张状态观测器的改进非奇异全局终端滑模和非匹配扰动估计反馈补偿的复合控制方法.首先,在对非匹配扰动进行精确定义... 飞机机电作动器(EMA)伺服系统中普遍存在的非匹配扰动会降低系统状态的跟踪精度.针对此问题,本文提出了一种基于级联扩张状态观测器的改进非奇异全局终端滑模和非匹配扰动估计反馈补偿的复合控制方法.首先,在对非匹配扰动进行精确定义的基础上建立了系统的优化数学模型,设计了级联扩张状态观测器对非匹配和匹配扰动进行实时估计;其次,基于扰动估计信息设计了改进非奇异全局终端滑模面和控制律,使系统制动压力可以精确跟踪其期望输出值;再次,通过非匹配扰动估计反馈补偿抵消了系统转子角速度输出的跟踪误差,抑制了非匹配扰动对系统状态的负面影响;最后,在3类期望输出制动压力下进行了仿真分析,验证了本文提出的飞机EMA伺服系统复合控制方法能够有效处理非匹配扰动的影响,使系统状态获得更快的收敛速度以及更高的跟踪精度. 展开更多
关键词 机电作动器 非匹配扰动 级联扩张状态观测器 非奇异全局终端滑模
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基于改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法研究 被引量:1
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作者 肖蘅 张汇 +1 位作者 周文 穆震杰 《航空工程进展》 2025年第2期23-30,共8页
由于无人机的路径规划问题以及虚拟弹簧模型(VSM)在路径规划过程中存在目标不可达和狭窄通道易振荡问题,在虚拟弹簧模型的基础上,提出一种改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法。首先,建立无人机与障碍物的排斥力公式以及无人机与目标... 由于无人机的路径规划问题以及虚拟弹簧模型(VSM)在路径规划过程中存在目标不可达和狭窄通道易振荡问题,在虚拟弹簧模型的基础上,提出一种改进虚拟弹簧模型的无人机路径规划算法。首先,建立无人机与障碍物的排斥力公式以及无人机与目标点的牵引公式,完成无人机的局部路径规划;然后,在虚拟弹簧模型中引入边界力概念,解决无人机狭窄通道易振荡及目标不可达的问题;最后,结合仿真实验对所提算法的有效性进行验证。结果表明:相较于传统虚拟弹簧模型和改进虚拟弹簧模型,本文提出的无人机路径算法在狭窄通道环境下进行无人机路径规划所形成的路径更加平滑,在目标不可达情况下能够使无人机顺利到达目标点,能够在相对复杂的环境中对无人机路径进行规划。 展开更多
关键词 路径规划 无人机 虚拟弹簧模型 边界力 目标不可达性 狭窄通道
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攻角约束的敏捷机动自适应滑模控制方法
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作者 张旋 陈升泽 王子晗 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期78-84,共7页
针对航天器大攻角敏捷机动控制问题,基于直接力/气动力复合控制策略,提出攻角约束下航天器自适应滑模姿态控制方法。首先,建立纵向直接力/气动力复合控制模型和侧向喷流干扰模型,通过设计考虑攻角约束的预设性能非线性映射函数,将攻角... 针对航天器大攻角敏捷机动控制问题,基于直接力/气动力复合控制策略,提出攻角约束下航天器自适应滑模姿态控制方法。首先,建立纵向直接力/气动力复合控制模型和侧向喷流干扰模型,通过设计考虑攻角约束的预设性能非线性映射函数,将攻角约束的俯仰通道姿态控制问题转换为无约束的攻角误差调节控制问题;其次,设计攻角误差启发的非线性积分型滑模面,在反演控制框架下,提出侧向喷流干扰自适应估计的积分反演滑模控制方法,保证对侧向喷流干扰上界的在线估计,实现大攻角敏捷精准控制。最后,基于Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的闭环控制系统的渐近稳定性。数值仿真表明:所提方法相比经典滑模控制方法,稳态时间缩短了79.16%,超调量减小了24.68%,舵偏能量消耗减小了34.54%。 展开更多
关键词 直接力/气动力 预设性能 自适应滑模 姿态控制 敏捷控制
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基于时变观测器的变体飞行器有限时间鲁棒控制
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作者 孙冰 陈伟 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第12期4188-4195,共8页
变体飞行器在变体过程中具有强非线性、强耦合和强时变等特性,给其飞行控制系统设计带来了较大挑战。针对该问题,提出一种时变增益扩张状态观测器,对系统耦合项进行精确逼近。结合自适应反步控制技术、有限时间控制理论,设计了一种有限... 变体飞行器在变体过程中具有强非线性、强耦合和强时变等特性,给其飞行控制系统设计带来了较大挑战。针对该问题,提出一种时变增益扩张状态观测器,对系统耦合项进行精确逼近。结合自适应反步控制技术、有限时间控制理论,设计了一种有限时间有界的鲁棒自适应控制器,通过设计障碍Lyapunov函数,逐级递推得到实际控制律和自适应网络更新律,保证了系统指令跟踪误差在有限时间内能够收敛到预先给定的范围内。通过姿态控制仿真对所设计控制系统的有效性进行验证,仿真结果表明:变体飞行器在变体过程中能够很好地跟踪指令信号,基本不受变体速率的影响。 展开更多
关键词 变体飞行器 时变增益 扩张状态观测器 有限时间有界 鲁棒控制
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多四旋翼无人机的分布式容错编队跟踪控制
15
作者 王君 李昂 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1333-1344,共12页
针对有向通信拓扑下的四旋翼无人机编队在飞行过程中易受到空气阻力、外部干扰、执行器故障等不确定因素影响的问题,提出了一种自适应非奇异快速终端滑模控制策略来提高四旋翼无人机编队系统性能.该策略主要利用自适应参数调整方法改进... 针对有向通信拓扑下的四旋翼无人机编队在飞行过程中易受到空气阻力、外部干扰、执行器故障等不确定因素影响的问题,提出了一种自适应非奇异快速终端滑模控制策略来提高四旋翼无人机编队系统性能.该策略主要利用自适应参数调整方法改进非奇异快速终端滑模控制器,能够有效的估计出未知集总扰动的上界,保证滑模面到达平衡点,确保跟踪误差在有限时间内收敛于0.其次,根据长-僚机结构,设计分布式编队控制器,使僚机仅需邻居状态信息则可实现通信,减少对全局及长机信息的依赖.此外,基于Lyapunov稳定性理论对四旋翼无人机编队系统进行了分析,证明该算法能使多无人机编队跟踪误差收敛于0.最后,通过对比仿真实验结果表明,本文控制算法对存在外部干扰和执行器故障的情况下,多四旋翼无人机编队具有较好的容错性能. 展开更多
关键词 有向通信拓扑结构 自适应非奇异快速终端滑模控制 四旋翼无人机 分布式编队控制器 执行器故障
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高超声速变外形飞行器固定时间抗饱和控制
16
作者 韦常柱 顾鑫 李玉龙 《宇航学报》 北大核心 2025年第4期731-740,共10页
针对受全状态约束、输入饱和、参数不确定性和变形附加扰动等条件影响下的高超声速变体飞行器控制系统设计问题,提出一种自适应固定时间控制方法。首先,利用反步法控制框架,结合障碍Lyapunov函数及固定时间稳定理论,设计了固定时间控制... 针对受全状态约束、输入饱和、参数不确定性和变形附加扰动等条件影响下的高超声速变体飞行器控制系统设计问题,提出一种自适应固定时间控制方法。首先,利用反步法控制框架,结合障碍Lyapunov函数及固定时间稳定理论,设计了固定时间控制律,从而有效处理全状态约束问题,加快收敛速度并使收敛时间不受初始偏差影响。同时,设计自适应扰动估计律和抗饱和补偿器,有效降低了因参数不确定性、未知变形动态耦合扰动及控制输入饱和对系统带来的不利影响。最后,基于Lyapunov理论,证明了控制律可使姿态控制误差在约束范围内实现固定时间收敛。六自由度仿真验证了所设计的自适应固定时间控制方法的有效性。 展开更多
关键词 变外形飞行器 固定时间控制 障碍Lyapunov函数 抗饱和控制
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基于改进势场和滑模理论的无人机编队避障控制
17
作者 杨永刚 刘瑞祥 +1 位作者 翟彬彬 高志云 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期54-61,共8页
针对无人机编队在避障时存在队形损失大与队形重构速度慢的问题,在分布式通信框架下提出一种编队和避障相结合的协同避障控制算法。首先根据领航跟随编队策略建立编队模型;然后增加编队协调力和辅助力改进传统人工势场,提高编队避障效... 针对无人机编队在避障时存在队形损失大与队形重构速度慢的问题,在分布式通信框架下提出一种编队和避障相结合的协同避障控制算法。首先根据领航跟随编队策略建立编队模型;然后增加编队协调力和辅助力改进传统人工势场,提高编队避障效率并解决编队陷入极小值的问题;进而基于改进势场和编队模型,提出领航者的轨迹控制算法和分布式滑模编队协同避障控制算法,使编队能够借助势场力暂时改变队形通过障碍物,快速完成队形的重构并顺利达到目标点;最后利用Lyapunov方法分析控制器的稳定性,并且通过仿真实验验证了控制器的有效性。 展开更多
关键词 人工势场 分布式滑模控制 避障
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复杂海况下舰载机导弹悬挂补给系统动力学建模与仿真分析
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作者 王毅 田春龙 +2 位作者 于朋波 李康 李学府 《航空科学技术》 2025年第11期48-56,共9页
舰载机舰上导弹补给过程在复杂海况下呈现出高度非线性的力学行为,其动力学特性研究对补给效率与安全具有十分重要的意义。本文从动力学基本理论出发,研究舰上导弹补给系统在波浪激励作用下的复杂动力学行为。首先,考虑吊索弹性、柔性... 舰载机舰上导弹补给过程在复杂海况下呈现出高度非线性的力学行为,其动力学特性研究对补给效率与安全具有十分重要的意义。本文从动力学基本理论出发,研究舰上导弹补给系统在波浪激励作用下的复杂动力学行为。首先,考虑吊索弹性、柔性及导弹刚体运动等特征,结合高阶连续插值的吊索离散方法,建立了导弹悬挂系统的精确动力学模型;其次,设计对比试验并通过试验验证了动力学模型的有效性;最后,对复杂海况下补给系统的作业过程进行仿真研究,通过模拟船体在4~6级海况下由海浪引起的横摇、纵摇和混合摇,求解导弹在悬挂时的动力学响应。结果表明,本文提出的动力学模型能够更精确描述系统运动;海况等级对补给作业的影响较大;相比横摇和纵摇,波浪激励造成的船体混合摇,产生更显著的动力学响应,其非线性特征更明显。本文所建立的动力学模型具有较高的精度,适用于海上吊装作业动力学仿真分析,为浮动基座起重机动力学与控制研究提供理论基础和新的思路。 展开更多
关键词 动力学建模 动力学分析 数值仿真 波浪激励 绝对节点坐标法
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基于性能的雷暴天气下航空器航迹规划方法
19
作者 王剑辉 刘晨宇 +1 位作者 彭塬铭 李龙超 《航空计算技术》 2025年第3期28-32,共5页
雷暴是造成航班延误并影响航空安全的主要因素,雷暴下的航空器安全改航是航空运输系统提高效率的重要挑战之一。首先根据雷暴天气的多普勒气象雷达回波强度划设雷暴影响范围,并基于航空器动力学性能限制、雷暴影响范围限制等,构建了雷... 雷暴是造成航班延误并影响航空安全的主要因素,雷暴下的航空器安全改航是航空运输系统提高效率的重要挑战之一。首先根据雷暴天气的多普勒气象雷达回波强度划设雷暴影响范围,并基于航空器动力学性能限制、雷暴影响范围限制等,构建了雷暴下的航空器航迹规划模型。然后采用高斯核函数对传统粒子群算法参数进行优化,在保证求解速度的前提下,提高算法求解精度,并采用改进后的粒子群算法对雷暴下的航空器航迹规划模型进行求解。最后采用现实雷暴数据和飞机性能参数进行雷暴下航空器航迹优化测试。结果表明,航空器航迹优化方法可以有效地保证航空器安全改航并且航迹更加稳定,更适合基于航迹运行的运行方式。 展开更多
关键词 航迹规划 雷暴 自动化 粒子群算法
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基于改进鸡群-Gauss伪谱法的组合动力飞机爬升轨迹优化方法 被引量:5
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作者 王有盛 孙立国 +2 位作者 魏金鹏 谭文倩 潘永豪 《航空学报》 北大核心 2025年第2期250-267,共18页
组合动力飞机爬升段油耗占比高,亟需关注动力模态切换的安全性以及切换时机的选择,因此开展爬升轨迹优化研究具有重要意义。然而,因为模型非线性、非凸约束和强飞发耦合等因素的制约使得求解困难。首先,建立了体现飞发耦合特性的组合动... 组合动力飞机爬升段油耗占比高,亟需关注动力模态切换的安全性以及切换时机的选择,因此开展爬升轨迹优化研究具有重要意义。然而,因为模型非线性、非凸约束和强飞发耦合等因素的制约使得求解困难。首先,建立了体现飞发耦合特性的组合动力飞机模型。其次,为高效求解该问题,改进了经典鸡群优化算法的更新规则,进而与Gauss伪谱法融合形成混合优化算法。最后,对爬升段油耗与飞机关键参数进行了关联性分析。仿真结果表明,与单独使用鸡群算法或Gauss伪谱法相比,使用改进鸡群-Gauss伪谱法的油耗更低。此外,所提模型的爬升段油耗与飞机升阻比呈负相关;模态切换点的选取也对油耗有显著影响,但不呈现单调性。 展开更多
关键词 涡轮基组合动力 高超声速飞行器 爬升轨迹优化 飞发耦合 优化算法
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