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航天器泵驱单相流体回路在轨数据分析及预测
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作者 郭嘉 郑红阳 +3 位作者 王德伟 车邦祥 徐侃 曹剑峰 《航天器工程》 北大核心 2026年第1期98-106,共9页
针对航天器热控单相流体回路直接采集的数据白噪声多、波动严重、难以直接提取有效信息的问题,文章提出赫斯特(Hurst)指数驱动的时序分解-滤波-预测三级在轨数据处理方法。通过Hurst指数量化数据特性,结合时间序列分解分离趋势项、周期... 针对航天器热控单相流体回路直接采集的数据白噪声多、波动严重、难以直接提取有效信息的问题,文章提出赫斯特(Hurst)指数驱动的时序分解-滤波-预测三级在轨数据处理方法。通过Hurst指数量化数据特性,结合时间序列分解分离趋势项、周期项与残差项,并应用傅里叶变换滤除白噪声与离散突变,构建调节分数积分模型进行未来趋势预测。经在轨数据分析,表明:航天器热控在轨数据会因为轨道运动引发的温度变化呈现周期性波动;泵转速呈现强回归性,液位呈现线性泄漏趋势,年泄漏量约0.6 mm;压力与液位显著线性相关。该方法可为航天器热控系统在轨安全运行提供支持。 展开更多
关键词 航天器 在轨数据 泵驱单相流体回路 时间序列分析 傅里叶变换
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结合深度强化学习的多弹协同弹道凸优化方法
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作者 李炯 李万礼 +1 位作者 李宁 刘斌 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期103-115,共13页
针对当前多拦截弹的协同弹道规划算法精度和效率不高的问题,提出一种结合深度强化学习的多弹协同弹道凸优化方法,该算法能够实现协同弹道的在线优化,并提高协同弹道的优化性能。首先,依据横向距离域的概念,将多拦截弹的运动模型从时间... 针对当前多拦截弹的协同弹道规划算法精度和效率不高的问题,提出一种结合深度强化学习的多弹协同弹道凸优化方法,该算法能够实现协同弹道的在线优化,并提高协同弹道的优化性能。首先,依据横向距离域的概念,将多拦截弹的运动模型从时间域转换至横向距离域,并对运动模型以及约束条件进行凸化和离散化处理,在横向距离域上建立离散后的协同弹道凸优化问题模型;其次,利用深度强化学习算法对协同弹道规划任务进行学习训练,得出高质量的协同弹道初始解,并以此为基础实现对多弹协同弹道凸优化迭代求解。最后,仿真实验表明,所提方法在保证弹道可行性的前提下,提高了算法精度和效率,且具有更强的优化能力。 展开更多
关键词 多拦截弹 协同弹道 横向距离域 深度强化学习 凸优化
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星载二维转台目标捕获及跟踪指向控制
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作者 王丽娇 陶佳伟 +1 位作者 王淑一 雷拥军 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2026年第1期145-156,共12页
针对星载二维转台对空间非合作目标的捕获与跟踪控制问题,充分考虑相机成像特性,设计了从目标初始捕获到视觉跟踪的全流程指向控制策略。首先,目标捕获阶段,考虑相机安装误差及多通道视场中心不重合等因素,通过分析相机图像输出与转台... 针对星载二维转台对空间非合作目标的捕获与跟踪控制问题,充分考虑相机成像特性,设计了从目标初始捕获到视觉跟踪的全流程指向控制策略。首先,目标捕获阶段,考虑相机安装误差及多通道视场中心不重合等因素,通过分析相机图像输出与转台姿态的运动学关系,将相机视轴指向误差映射为转台姿态偏移量,实现了相机视轴与转台末端存在不垂直误差情况下的高精度目标姿态计算,解决了传统方法难以获得解析解的问题。其次,视觉跟踪阶段,针对初始阶段的控制平稳性问题,提出一种基于速度约束能力和像移终端偏差实时调节的像平面轨迹规划策略;针对相机多通道切换的平稳性问题,利用切换点焦平面物理位置的一致性,构建了一种统一坐标尺度的焦平面控制方法,并设计了基于像空间轨迹预估的图像反馈控制策略,通过星体/转台姿态和像平面位置测量预估像平面速度,避免了对像平面速度测量的依赖。进一步优化控制器切换逻辑,引入加权遗忘因子建立切换初期的平稳衔接,兼顾动态速度约束指标及平稳性,提升了系统的鲁棒性和动态性能。最后,验证与应用,通过地面物理试验及在轨应用对上述控制方法进行验证。结果表明,该方法可实现对空间目标的高精度捕获及高平稳跟踪。因此,提出的控制方法有效解决了相机成像约束下的星载二维转台全流程指向控制问题,具有工程实用性。 展开更多
关键词 二维转台 非合作目标 捕获与跟踪 全流程 物理试验 在轨应用
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基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制技术(内封面文章·特邀)
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作者 温渊 李迎杰 +2 位作者 顾强 方涛 南卓江 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第3期137-146,共10页
为同时实时超精、超稳与超敏捷控制,在非接触式“双超”控制基础上,提出一种基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制方法。首先,基于磁浮作动器与激光位移传感器,构建全正交非接触式两舱姿态动力学模型;其次,提出基于8台高精度激... 为同时实时超精、超稳与超敏捷控制,在非接触式“双超”控制基础上,提出一种基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制方法。首先,基于磁浮作动器与激光位移传感器,构建全正交非接触式两舱姿态动力学模型;其次,提出基于8台高精度激光位移传感器的两舱相对位置与姿态解算模型,实时联合求解计算两舱相对位置与相对姿态,并评估系统冗余度;再次,提出包括两舱姿态机动协同控制及相对位置控制的三环协同控制律,以满足平台与载荷舱的快速协同机动及载荷舱快速稳定控制需求;最后,进行控制算法仿真验证。结果表明:通过基于激光精密测量的非接触式卫星敏捷协同控制算法,可在实现10^(-4)(°)量级的指向精度及10^(-5)(°)/s量级的稳定度控制,可以将传统平台分钟级的机动到位后稳定时间减少至秒级,同时可保证姿态动机与稳定控制过程中的两舱相对位置具有充足的安全距离,可满足高精度、定量化遥感卫星在轨高性能与高效成像控制需求,具有突出的在轨应用价值。 展开更多
关键词 非接触卫星 激光测量 协同控制 敏捷机动
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基于GRU和卷积注意力的改进ACGAN故障诊断方法
5
作者 彭朝琴 李奇聪 +2 位作者 张海尼 吴红 马云鹏 《航空学报》 北大核心 2026年第2期318-332,共15页
由于机电伺服系统(EMA)在实际应用中故障数据样本少,会影响故障诊断方法的分类效果。针对故障数据缺失下机电伺服系统的故障诊断问题,设计了一种基于门控循环单元(GRU)和卷积注意力的改进辅助分类生成对抗网络(ACGAN)故障诊断方法,能够... 由于机电伺服系统(EMA)在实际应用中故障数据样本少,会影响故障诊断方法的分类效果。针对故障数据缺失下机电伺服系统的故障诊断问题,设计了一种基于门控循环单元(GRU)和卷积注意力的改进辅助分类生成对抗网络(ACGAN)故障诊断方法,能够稳定地生成各故障类别高质量数据。首先,在ACGAN中引入Wasserstein距离与梯度惩罚,优化损失函数,提升对抗训练稳定性。其次,在生成器和判别器中加入GRU和卷积注意力模块(CBAM),增强网络对关键特征和时序特征的提取能力,克服了卷积网络在处理时序数据时的局限性,提高了生成样本的质量。最后,通过共享分类器与判别器网络参数,利用平衡数据集微调分类器,进一步提高模型的诊断性能。基于搭建的EMA实验台,得到由大量正常数据与少量故障数据组成的不平衡实验数据集,通过对比和消融实验,验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 机电伺服系统 门控循环单元 卷积注意力模块 故障诊断 辅助分类生成对抗网络
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适应“动力-滑行-动力”任务的增强型迭代制导方法
6
作者 胡海峰 王聪 柴嘉薪 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期157-167,共11页
针对运载火箭在“动力-滑行-动力”飞行任务中,迭代制导精度下降和入轨姿态散布增大的问题,提出了一种具有终端姿态约束和发动机后效控制能力的“动力-滑行-动力”增强型迭代制导方法。首先,针对长推进弧飞行任务,采用数值迭代计算改进... 针对运载火箭在“动力-滑行-动力”飞行任务中,迭代制导精度下降和入轨姿态散布增大的问题,提出了一种具有终端姿态约束和发动机后效控制能力的“动力-滑行-动力”增强型迭代制导方法。首先,针对长推进弧飞行任务,采用数值迭代计算改进重力积分预测和待飞时间估计,利用现有箭载算力提升燃料最优性和任务适应性。然后,考虑到火箭低液位浅箱起动需求,设计了终端姿态偏差补偿方法,减小制导控制终端姿态散布。其次,针对迭代制导关机后的发动机后效控制问题,设计了关机后效矢量偏差补偿方法,补偿关机时刻的后效矢量偏差对入轨精度的不利影响。最后,综合数值迭代计算、终端姿态偏差补偿以及推力后效矢量偏差补偿,在传统迭代制导框架下形成了“动力-滑行-动力”增强型迭代制导方法。数学仿真分析表明,本文提出的增强型迭代制导方法能够实现高精度入轨和减小终端姿态散布。 展开更多
关键词 运载火箭 上升段制导 增强型迭代制导 发动机关机后效 终端姿态约束
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载人月球着陆器人机协同下降避障GNC系统设计
7
作者 杨巍 贾飞达 张一 《深空探测学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期79-87,共9页
提出了一种“自控为主、人控为辅、人机结合”的载人月球着陆器制导、导航与控制(Guidance,Navigation and Control,GNC)系统人机协同避障控制方案。通过构建避障安全点辅助选取算法、开发手控半自动避障控制模块、设计人控一键式应急... 提出了一种“自控为主、人控为辅、人机结合”的载人月球着陆器制导、导航与控制(Guidance,Navigation and Control,GNC)系统人机协同避障控制方案。通过构建避障安全点辅助选取算法、开发手控半自动避障控制模块、设计人控一键式应急上升方案以及优化人机交互界面,实现了航天员在月面着陆过程中的自主决策支持。研究结果表明,该系统能够有效提升月球着陆过程的可靠性和安全性,满足载人月球探测任务需求。该方案为载人月面着陆下降任务提供了高可靠、高安全的GNC系统解决方案,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 载人月球着陆器 人机协同避障 GNC系统设计
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星群内外态势认知与安全控制的体系架构及理论方法
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作者 李文博 刘鹏 +5 位作者 刘萍 刘成瑞 刘文静 马亚杰 薛文超 党庆庆 《自动化学报》 北大核心 2026年第3期363-380,共18页
围绕下一代空间基础设施体系建设的重大战略需求,针对复杂任务下卫星集群的态势认知与安全控制技术展开探讨.首先,分析国内外卫星集群的发展现状与面临挑战,指出当前研究在理论体系完备性、感知信息全面性、评估可信度、决策合理性及执... 围绕下一代空间基础设施体系建设的重大战略需求,针对复杂任务下卫星集群的态势认知与安全控制技术展开探讨.首先,分析国内外卫星集群的发展现状与面临挑战,指出当前研究在理论体系完备性、感知信息全面性、评估可信度、决策合理性及执行精准性等方面存在不足.其次,重点阐述星群OODA体系架构,分别探讨感知、评估、决策与执行各环节的关键技术与研究进展.最后,对星群态势认知与安全控制技术的未来发展进行展望,提出需构建能力量化表征模型,发展多源信息交互与融合的态势全面感知、内外因素耦合影响下的可信评估以及动态场景下的快速合理决策和多目标跨尺度任务的精准执行,以提升星群自主安全运行能力,为下一代空间基础设施建设提供理论和技术基础. 展开更多
关键词 卫星集群 内外态势 感知评估 决策执行 安全控制 体系架构
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面向无拖曳稳态建立的抗扰模型预测控制
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作者 贺雄峰 卢苇 +3 位作者 许诺 周齐贤 王鹏程 张永合 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第2期551-560,共10页
为提升深空引力波探测任务中检验质量释放阶段的控制器抗干扰性能,提出一种面向检验质量稳态建立的基于扰动观测器(DOB)的渐进管道模型预测控制(MPC)方法。采用DOB提高控制器抗干扰性能,利用虚拟回路技术将DOB的设计问题归结为标准H_(∞... 为提升深空引力波探测任务中检验质量释放阶段的控制器抗干扰性能,提出一种面向检验质量稳态建立的基于扰动观测器(DOB)的渐进管道模型预测控制(MPC)方法。采用DOB提高控制器抗干扰性能,利用虚拟回路技术将DOB的设计问题归结为标准H_(∞)混合灵敏度优化问题,并实现高精度估计。同时,设计渐进管道MPC,利用有效集法求解优化问题,结合DOB的扰动估计值实现强干扰和强执行约束下的高精度检验质量抗扰控制。在航天器-双检验质量全自由度仿真平台上进行仿真验证,在基本噪声及干扰的基础上引入0.1 Hz的正弦干扰和阶跃干扰,结果表明:DOB对扰动实现了准确估计,所提方法能够在干扰下实现对检验质量的高精度控制,同时,对量测噪声起到抑制作用。 展开更多
关键词 深空引力波 模型预测控制 扰动观测器 鲁棒控制 干扰估计
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针对机动目标的航天器固定时间协同制导律
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作者 李鹤宇 王建斌 +1 位作者 张锐 宋峰 《控制理论与应用》 北大核心 2026年第2期368-376,共9页
针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律.建立三维场景下航天器–目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向.采用代数图论和分布式合作协... 针对三维空间中多航天器协同捕获机动目标问题,提出一种具有终端角度约束和时间一致性约束的固定时间收敛协同制导律.建立三维场景下航天器–目标视线(LOS)坐标系,将加速度分解为沿视线方向和垂直视线方向.采用代数图论和分布式合作协议算法对航天器沿视线方向加速度进行设计,实现多个航天器的时间一致性约束.采用滑模控制理论和固定时间收敛理论对垂直视线的两个方向加速度进行设计,实现视线倾角、视线偏角在固定时间内收敛到期望值.针对目标加速度未知的问题,采用固定时间观测器进行估计,并在制导指令中进行补偿.仿真结果表明,所提出的协同制导方法能够在固定时间内实现剩余飞行时间一致和视线角的收敛. 展开更多
关键词 航天控制 协同制导 时间一致性 滑模控制 固定时间收敛
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终端航向角与时间约束的迭代再入制导方法
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作者 韩宛汝 刘俊辉 +1 位作者 单家元 王佳楠 《系统工程与电子技术》 北大核心 2026年第2期638-651,共14页
为满足高超声速飞行器中末交班的时间和终端航向角约束,提出一种攻角剖面修正与倾侧反转搜索的迭代再入制导方法。针对滑翔段的时间和航程约束,在纵向平面内设计基于再入走廊边界的双参数插值阻力加速度剖面。将航向角约束转化为侧向平... 为满足高超声速飞行器中末交班的时间和终端航向角约束,提出一种攻角剖面修正与倾侧反转搜索的迭代再入制导方法。针对滑翔段的时间和航程约束,在纵向平面内设计基于再入走廊边界的双参数插值阻力加速度剖面。将航向角约束转化为侧向平面倾侧反转点的非线性优化问题,设计一种基于模拟退火-序列二次规划混合优化的倾侧反转搜索策略。进一步,为减弱纵向和侧向制导之间的耦合干扰误差,提出攻角剖面可实时修正的预测校正方法来提高制导精度。数值仿真实验验证了算法能严格满足飞行时间、航程、航向角等约束,且制导精度高,任务适应性强。Monte Carlo仿真进一步验证算法对初始状态偏差和过程扰动良好自适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 再入制导 多约束制导 侧向制导 攻角剖面修正
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面向时间协同的高超声速滑翔飞行器集群再入轨迹规划
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作者 陈顺毅 徐小平 +2 位作者 刘双喜 黄伟 闫斌斌 《国防科技大学学报》 北大核心 2026年第1期78-87,共10页
从高超声速滑翔飞行器协同任务需求出发,针对复杂再入环境下的轨迹规划问题,提出一种集群再入的协同轨迹规划方法。建立飞行器集群的再入动力学模型,基于控制量与再入走廊约束设计了一种纵向轨迹控制方案,以减缓轨迹求解时的振荡问题,... 从高超声速滑翔飞行器协同任务需求出发,针对复杂再入环境下的轨迹规划问题,提出一种集群再入的协同轨迹规划方法。建立飞行器集群的再入动力学模型,基于控制量与再入走廊约束设计了一种纵向轨迹控制方案,以减缓轨迹求解时的振荡问题,提高轨迹求解的可行性。在此基础上,提出两种协同形式下的轨迹规划方案,根据飞行器集群的任务需求及滑翔能力分析结果完成协同时间的决策,利用hp自适应伪谱法规划出满足禁飞区和时间约束的协同轨迹。仿真结果表明,所提方法在不同任务场景下均能规划出满足约束条件和协同时间的三维轨迹,对高超声速滑翔飞行器协同规划研究具有一定参考价值。 展开更多
关键词 高超声速滑翔飞行器 协同轨迹规划 hp自适应伪谱法 禁飞区规避
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陨坑视觉导航的位姿估计误差建模
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作者 黄建斌 何云涛 +2 位作者 王安然 李小路 徐立军 《光学精密工程》 北大核心 2026年第3期403-414,共12页
在月球极区着陆探测任务中,基于陨坑视觉导航估计着陆器位姿可以实现高精度着陆定位。为解决陨坑视觉导航中位姿估计误差传递机理不明确、工程实用化参数缺失等关键问题,开展了陨坑视觉导航的位姿估计误差建模研究。通过提出一种基于加... 在月球极区着陆探测任务中,基于陨坑视觉导航估计着陆器位姿可以实现高精度着陆定位。为解决陨坑视觉导航中位姿估计误差传递机理不明确、工程实用化参数缺失等关键问题,开展了陨坑视觉导航的位姿估计误差建模研究。通过提出一种基于加权最小二乘法的位姿误差模型,以估计多种因素影响下的位姿误差。首先,结合陨坑视觉导航位姿估计原理,完成位姿误差溯源分析与基础建模。其次,以重投影误差最小化为目标,构建位姿误差模型。最后,采用加权最小二乘法,完成位姿误差的定量估计。基于月球极区数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)和数字正射影像(Digital Orthophoto Map,DOM)数据,模拟月球着陆器的陨坑视觉导航,开展基于蒙特卡洛仿真的位姿误差估计实验,研究不同误差源和特征参数对位姿误差的影响。实验结果表明,当像素检测误差为5 pixel、陨坑数量为15时,平移误差估计值小于95 m。本文误差模型可实现多因素影响下位姿误差的定量估计,提出的工程参数方案满足月球极区着陆百米级导航精度要求,为陨坑导航方案设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 视觉导航 月球极区着陆 位姿估计 误差模型
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双磁路旋转洛伦兹力磁轴承设计与分析
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作者 庞维坤 王卫杰 +3 位作者 樊亚洪 李磊 杨洋 朱宏业 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期306-316,共11页
面向复杂航天任务对航天器有效载荷万向敏捷和超精指向性能迫切需求,提出一种洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台,开展双磁路旋转洛伦兹力磁轴承设计与分析。采用动圈式转子方案,转子组件4条挂耳形线圈成对绕置并胶装于骨架轴向两侧凹槽内;定... 面向复杂航天任务对航天器有效载荷万向敏捷和超精指向性能迫切需求,提出一种洛伦兹力磁悬浮万向稳定平台,开展双磁路旋转洛伦兹力磁轴承设计与分析。采用动圈式转子方案,转子组件4条挂耳形线圈成对绕置并胶装于骨架轴向两侧凹槽内;定子组件成对平行布设共转轴、双环状轴向充磁磁钢,形成均匀性稳定磁密,为载荷舱敏捷机动提供周向双通道对称工作气隙。基于等效磁路法建立气隙磁密模型,从气隙磁密均匀度和波动率2方面定义磁密线性度,进而开展转子旋转动力学建模,构建旋转力矩模型。运用Maxwell有限元法建立旋转磁轴承有限元模型,并进行算例仿真,结果表明:所述旋转磁轴承方案气隙旋转包络中心位置处磁密可达685.624 mT,周向磁密均匀度为99.72%,大幅改善气隙磁密均匀性,避免了径向充磁式方案气隙磁密衰减和纵向磁场扩散的局限,有效提升载荷舱旋转状态下的稳定度和指向精度。 展开更多
关键词 轴向充磁 扇形磁钢环 动圈式转子 磁密线性度 等效磁路法 有限元分析
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高速变形飞行器“评价-抗扰”双网络自适应最优姿态控制方法
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作者 鲍存余 李星辰 +3 位作者 徐维乐 王鹏 汤国建 姚雯 《宇航学报》 北大核心 2026年第1期232-244,共13页
针对高速变形飞行器大变形过程中的姿态控制难题,气动载荷变化与变形附加动力学效应引发显著建模动态不确定性,导致控制难度增大。基于自适应动态规划(ADP)理论,提出“评价-抗扰”双网络自适应最优姿态控制方法。该方法将姿态控制模型... 针对高速变形飞行器大变形过程中的姿态控制难题,气动载荷变化与变形附加动力学效应引发显著建模动态不确定性,导致控制难度增大。基于自适应动态规划(ADP)理论,提出“评价-抗扰”双网络自适应最优姿态控制方法。该方法将姿态控制模型的角度与角速度子系统控制量分解为稳态、反馈及补偿三个分量:稳态分量采用反步法求解,反馈分量通过ADP的“策略评估-策略改进”迭代机制优化,补偿分量结合径向基函数(RBF)神经网络实现干扰观测与抑制,形成“评价网-抗扰网”双网络控制架构。基于Lyapunov理论严格证明算法稳定性。仿真验证表明,相较于对比方法,该方法显著提升控制性能,攻角的收敛时间从5.33 s缩短至1.79 s,最大超调量由0.33°降至0.06°,稳态误差趋近于0,且控制输入平稳,无剧烈抖动。引入RBF神经网络干扰观测器后,系统对干扰的抑制能力大幅增强。 展开更多
关键词 高速变形飞行器 姿态控制 双网络 自适应动态规划 神经网络干扰观测器
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考虑碰撞角约束的拦截弹运动伪装末制导律
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作者 高佳伟 胡玉东 +1 位作者 荆武兴 高长生 《宇航学报》 北大核心 2026年第2期470-479,共10页
针对三维场景中拦截弹以期望角度拦截加速度未知的机动目标问题,提出一种考虑碰撞角约束的改进运动伪装制导律。首先,根据拦截弹和目标的空间相对位置关系在视线旋转坐标系下给出弹目相对运动方程,基于运动伪装运动特性得到拦截弹拦截... 针对三维场景中拦截弹以期望角度拦截加速度未知的机动目标问题,提出一种考虑碰撞角约束的改进运动伪装制导律。首先,根据拦截弹和目标的空间相对位置关系在视线旋转坐标系下给出弹目相对运动方程,基于运动伪装运动特性得到拦截弹拦截目标的条件,进而推导出考虑碰撞角约束的三维空间运动伪装拦截末制导律。为解决制导律中包含目标机动信息无法直接测量的问题,提出了一种有限时间扩张状态观测器,能够对目标加速度信息进行准确估计,进而降低目标未知机动带来的影响,提高拦截精度。仿真结果表明,所提出的制导律能够在较小的视线旋转角速率的前提下以期望的碰撞角更快、更精确地命中目标,证明了算法的有效性及优越性。 展开更多
关键词 导弹拦截 运动伪装 末制导律 机动目标 扩张状态观测器
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基于拦截捕获区的“多对多”能量最优目标分配方法
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作者 李昊键 黎克波 梁彦刚 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第2期490-497,共8页
针对多拦截器与多目标交战(MME)场景的任务分配问题,从制导的角度入手,提出基于拦截捕获区的“多对多”能量最优目标分配方法。分析三维现实真比例导引(3D-RTPN)拦截任意机动目标的捕获区与最优制导能量消耗;以多拦截器成功拦截机动目... 针对多拦截器与多目标交战(MME)场景的任务分配问题,从制导的角度入手,提出基于拦截捕获区的“多对多”能量最优目标分配方法。分析三维现实真比例导引(3D-RTPN)拦截任意机动目标的捕获区与最优制导能量消耗;以多拦截器成功拦截机动目标与整体能量消耗最低为优化目标,构建目标分配代价矩阵;基于适应性匈牙利算法(AHA)实现多拦截器的多目标分配(MMA)。通过数值仿真算例,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 多拦截器多目标交战 拦截捕获区 三维真比例导引 适应性匈牙利算法 多拦截器多目标分配
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有翼飞行器编队协同突防构型和通信拓扑优化设计方法
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作者 徐星光 于江龙 +1 位作者 郭鸿飞 任章 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第2期385-403,共19页
有翼飞行器编队构型和通信拓扑优化在编队协同突防应用场景下有着迫切需求。针对编队构型优化中的参考基准选择和飞行器/拦截力量/战场之间关系的建模问题,提出一种基于突防通道的编队构型优化设计方法。通过通信拓扑优化获得领导者飞... 有翼飞行器编队构型和通信拓扑优化在编队协同突防应用场景下有着迫切需求。针对编队构型优化中的参考基准选择和飞行器/拦截力量/战场之间关系的建模问题,提出一种基于突防通道的编队构型优化设计方法。通过通信拓扑优化获得领导者飞行器角色,先使用各组长的几何中心、后使用领导者飞行器作为编队构型的参考基准,设计时变编队构型的显式表达式,摆脱了对事先获取领导者飞行器先验信息的依赖;建立有翼飞行器突防通道模型,保证有翼飞行器在各战场栅格处的探测、反探测、机动规避能力优势;针对通信拓扑优化需要兼顾信息共享和均衡网络负载的问题,在编队构型约束下构建通信拓扑,提出基于最小生成树和最优刚性图的通信拓扑优化设计方法,给出基于战场威胁态势的拓扑切换策略,实现了编队构型和通信拓扑的优化。以有翼飞行器编队协同突防探测拦截威胁为例,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 有翼飞行器 编队协同突防 编队构型 通信拓扑 优化
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航天器预定时间避碰编队跟踪的CBF控制策略
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作者 任丹梅 周荻 +1 位作者 李昂 史晓宁 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2026年第3期110-119,共10页
为了显著提升航天器编队协同控制的响应速度,满足严格时间窗口的编队任务要求,设计一种新型预定时间保性能控制框架。该框架旨在同时应对编队系统中普遍存在的3个关键问题:航天器感知范围受限、执行机构饱和约束及编队成员间的碰撞规避... 为了显著提升航天器编队协同控制的响应速度,满足严格时间窗口的编队任务要求,设计一种新型预定时间保性能控制框架。该框架旨在同时应对编队系统中普遍存在的3个关键问题:航天器感知范围受限、执行机构饱和约束及编队成员间的碰撞规避。首先,结合误差转换技术与滑模控制方法,构建了控制李雅普诺夫函数条件,不仅能保障系统在预定时间内实现编队目标,同时保证了预设的瞬态响应性能和稳态精度。其次,通过引入高阶控制障碍函数,实现了对相邻航天器间相对距离的精确管控,在维持编队通信拓扑连通性的同时,有效规避了碰撞风险。进一步,采用二次规划方法求解最优控制量,在考虑执行机构饱和约束的前提下,实现了预定时间收敛、拓扑连通保持和碰撞规避的多目标协同优化。最后,通过数值仿真对所提控制框架的有效性进行了系统验证,结果表明,该方案在满足多种约束条件下具有良好的控制性能和可靠性。 展开更多
关键词 航天器编队飞行 预定时间收敛 执行机构饱和 避碰 连通性保持
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考虑空间碎片质量的多碎片主动清理任务规划方法
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作者 郭甲 张海博 +1 位作者 庞兆君 杜忠华 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2026年第1期275-285,共11页
在解决多碎片主动清理问题时,现有基于时间依赖型旅行商问题(TD-TSP)的决策框架仅对空间碎片清理序列和转移时间进行优化,优化效果有限。依据多碎片主动清理任务特点,将空间碎片质量加入决策需考虑的因素,并将空间碎片释放时机引入决策... 在解决多碎片主动清理问题时,现有基于时间依赖型旅行商问题(TD-TSP)的决策框架仅对空间碎片清理序列和转移时间进行优化,优化效果有限。依据多碎片主动清理任务特点,将空间碎片质量加入决策需考虑的因素,并将空间碎片释放时机引入决策框架,从而实现转移次数与平台负载之间的平衡,以此实现更深层次的优化。设计适用于漂移轨道转移方法的聚类算法,用以从大规模碎片池中选出适宜作为任务目标的空间碎片,实现挑选空间碎片和任务方案优化的解耦,降低计算量。参考铱星-33碎片云的轨道信息,设置固定空间碎片质量及模拟现实中空间碎片质量不定的仿真实验。结果表明:聚类算法可以选出轨道相近、利于转移的目标。所提决策框架得到的解相较于传统决策框架得到的解获得了更优的指标,通过分批捕获空间碎片可以进一步降低任务成本。 展开更多
关键词 空间碎片 任务规划 遗传算法 聚类分析 多目标优化
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