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《北京航空航天大学学报》 CSCD 北大核心

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《北京航空航天大学学报》是由中华人民共和国工业和信息化部主管，北京航空航天大学主办的中文核心期刊，中国精品科技期刊。1956年创刊，现为月刊，主要刊登有关航空航天及相关学科的优秀学术论文，面向国内外发...查看详情>>
  • 主办单位北京航空航天大学
  • 国际标准连续出版物号1001-5965
  • 国内统一连续出版物号11-2625/V
  • 出版周期月刊
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富氧火炬式电点火器出口火焰稳定性研究
1
作者 杨进慧 王希杰 +1 位作者 徐世洋 王晓丽 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第10期3368-3373,共6页
富氧火炬式电点火器在低压、宽工况及推进剂入口温度大幅变化等极限工况下存在燃气温度偏低、不均匀及出口流速过快等火焰不稳定性现象。基于此,采用试验仿真方法研究了富氧火炬式电点火器缩进、扩口、扩口凹腔3种火焰稳定结构对出口火... 富氧火炬式电点火器在低压、宽工况及推进剂入口温度大幅变化等极限工况下存在燃气温度偏低、不均匀及出口流速过快等火焰不稳定性现象。基于此,采用试验仿真方法研究了富氧火炬式电点火器缩进、扩口、扩口凹腔3种火焰稳定结构对出口火焰稳定性的影响。扩口凹腔结构将中心燃气向壁面引流,降低掺混区内流速延长燃气停留时间,并在凹腔结构内形成回流区促进补燃。极限工况下,相较于缩进结构,扩口凹腔结构火焰出口中心燃气温度下限由1 000 K提升至1 200 K,与设计工况温度差由高于100 K降至50 K以内,出口马赫数由1.4降至声速,有效提升了点火器的出口火焰稳定性。 展开更多
关键词 点火器 极限工况 火焰稳定 缩进 扩口 扩口凹腔
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空心涡轮叶片残芯检测的双模成像方法
2
作者 于洋懿 杨祎罡 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第10期3443-3450,共8页
空心涡轮叶片的残芯检测对于航空发动机的生产制造具有重要价值。目前,基于电子加速器的双模成像方法已经实现了中子与X射线的同光路融合成像,可以从材料属性角度对叶片的基体材料与残芯材料进行分辨。针对双模成像中的射线能谱硬化问题... 空心涡轮叶片的残芯检测对于航空发动机的生产制造具有重要价值。目前,基于电子加速器的双模成像方法已经实现了中子与X射线的同光路融合成像,可以从材料属性角度对叶片的基体材料与残芯材料进行分辨。针对双模成像中的射线能谱硬化问题,采用自动分段阈值设定的方法,实现了无需了解叶片几何构造先验知识和人工参与判断,直接检测出叶片中残芯存在区域的自动化无损检测新方法。当单个像素的中子计数不低于10^(4)时,双模成像方法对残芯识别的误差不超过1%。 展开更多
关键词 双模成像 中子成像 无损检测 残余型芯 空心涡轮叶片
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面向卫星星座的多地面站系统链路分配策略
3
作者 姜逸飞 何婉霞 +3 位作者 刘文正 吴树范 魏骁 莫乾坤 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1224-1233,共10页
针对大规模卫星星座开展通信资源的研究,随着多个低轨星座的成功构建,标志着大规模卫星星座的商用化已经开始。这类大规模卫星星座可以同时兼顾低时延、广覆盖和大流量的优点。高效利用地面站资源成为大规模卫星星座研究的技术瓶颈,针... 针对大规模卫星星座开展通信资源的研究,随着多个低轨星座的成功构建,标志着大规模卫星星座的商用化已经开始。这类大规模卫星星座可以同时兼顾低时延、广覆盖和大流量的优点。高效利用地面站资源成为大规模卫星星座研究的技术瓶颈,针对该问题,提出多星及多站拓扑结构,并结合链路时间资源,提出星地链路时间模型。同时,提出时隙插入策略,以多地面站的整体链路效能作为优化目标,得到多星及多站链路时间表。通过与随机策略和贪婪策略的性能对比,验证了所提策略的可行性和优越性。 展开更多
关键词 卫星星座 地面站 资源分配 网络拓扑 通信链路
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基于ISCA-DBN的飞机地面空调能耗预测
4
作者 刘涵 林家泉 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2176-2184,共9页
为提升飞机客舱使用地面空调制冷时地面空调能耗预测精度,提出一种改进正余弦算法(ISCA)优化深度置信网络(DBN)的地面空调能耗预测模型。与标准正余弦优化算法相比,ISCA提出一种改进Logistic混沌映射,提高了种群多样性;引入余弦调节因子... 为提升飞机客舱使用地面空调制冷时地面空调能耗预测精度,提出一种改进正余弦算法(ISCA)优化深度置信网络(DBN)的地面空调能耗预测模型。与标准正余弦优化算法相比,ISCA提出一种改进Logistic混沌映射,提高了种群多样性;引入余弦调节因子,构建了一种新的非线性振荡调整因子,以平衡算法的全局搜索和局部寻优能力;基于变异进化思想提出一种学习策略,避免算法陷入局部最优。将ISCA-DBN模型应用于波音737-800飞机地面空调能耗预测中,与反向传播(BP)、支持向量机(SVM)、DBN等算法进行性能对比,仿真结果表明:基于ISCADBN的地面空调能耗预测模型在预测精度和实时性上有一定的提升。 展开更多
关键词 飞机客舱 地面空调 能耗预测 正余弦优化 深度置信网络
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基于滑模控制律的机翼极限环主动抑制
5
作者 王诗其 张征 +2 位作者 宋晨 杨超 郑焱午 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2033-2040,共8页
间隙非线性机翼系统在一定速度范围内会发生极限环振荡,传统线性控制律对极限环抑制效果通常不显著且鲁棒性不足,因此,需设计相应的非线性控制律来提高系统的控制效果及鲁棒性。通过对间隙非线性二元翼段气动弹性系统进行线性二次调节(L... 间隙非线性机翼系统在一定速度范围内会发生极限环振荡,传统线性控制律对极限环抑制效果通常不显著且鲁棒性不足,因此,需设计相应的非线性控制律来提高系统的控制效果及鲁棒性。通过对间隙非线性二元翼段气动弹性系统进行线性二次调节(LQR)控制律设计,结果显示:极限环速度范围由11.4~16.9 m/s优化至12.9~19.2 m/s。同时,对间隙非线性二元翼段气动弹性系统进行滑模控制律(SMC)设计,结果显示:极限环速度范围由11.4~16.9 m/s优化至29.4~39.3 m/s。算例结果表明:针对间隙非线性系统,所设计SMC效果优于LQR控制律。 展开更多
关键词 间隙非线性 极限环振荡 控制律 线性二次调节 滑模控制律
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超声速进气道出口封闭的非定常流动特性研究
6
作者 温玉芬 张炜群 郝思思 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期772-783,共12页
冲压发动机转级过程中可能会出现进气道入口通流、出口封闭的盲腔流动现象,使得进气道发生大幅气流振荡,飞行器面临姿态失稳和结构破坏的风险。针对进气道的气流振荡问题,对一种超声速双侧布局进气道在出口封闭状态下的非定常流动特性... 冲压发动机转级过程中可能会出现进气道入口通流、出口封闭的盲腔流动现象,使得进气道发生大幅气流振荡,飞行器面临姿态失稳和结构破坏的风险。针对进气道的气流振荡问题,对一种超声速双侧布局进气道在出口封闭状态下的非定常流动特性开展风洞试验和数值仿真研究,获得了模型尺寸、来流马赫数及边界层吸除对进气道压强振荡特性的影响。结果表明:出口封闭时,进气道发生周期性的流动振荡现象,气流振荡频率与来流声速成正比,与进气道长度成反比,压强振荡峰值与来流总压接近,且随着来流马赫数的增大显著上升。采用的数值仿真方法较好地模拟了进气道出口封闭状态下的非定常流动,数值仿真结果与风洞试验结果吻合良好。非定常仿真结果进一步表明:在气流振荡过程中,进气道内收缩段的边界层吸除槽可以起到泄压作用,使得进气道头部斜激波系在回退过程中达到封口状态,捕获的流量系数较无边界层吸除槽时明显增大,从而导致了进气道压强振荡峰值上升49.47%,频率下降21.78%。 展开更多
关键词 超声速进气道 振荡压强 边界层吸除 非定常 风洞试验
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基于双天线TDCP的GNSS/IMU组合导航航向角增强算法
7
作者 吉莉 孙蕊 +1 位作者 王媛媛 戴晔莹 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第9期3141-3149,共9页
在全球导航卫星系统(GNSS)和惯性测量单元件(IMU)组合导航系统中,姿态估计尤其是航向角的准确估计对于车辆行驶状态的实时监控尤为重要。但由于IMU在高度通道上是发散的,若不加以准确约束其误差会逐渐累积,因此,在航向角变化频繁的车载... 在全球导航卫星系统(GNSS)和惯性测量单元件(IMU)组合导航系统中,姿态估计尤其是航向角的准确估计对于车辆行驶状态的实时监控尤为重要。但由于IMU在高度通道上是发散的,若不加以准确约束其误差会逐渐累积,因此,在航向角变化频繁的车载应用中其航向角的估计精度不足。为解决传统GNSS与IMU松组合方式导航姿态估计精度较差的问题,提出一种基于双天线历元间载波相位差分(TDCP)的GNSS/IMU组合导航航向角增强算法。该算法通过双天线TDCP求解车辆航向角来增加组合导航滤波融合观测值输入维度,并利用Hatch滤波和抗差自适应滤波分别实现观测域伪距精度提升和GNSS/IMU组合导航定位、定姿性能的提升。实验结果表明:所提算法相对于传统GNSS/IMU组合导航方法在三维方向上的定位、测速精度分别提高了22.12%、41.27%,车辆航向角精度提高了46.29%。 展开更多
关键词 GNSS/IMU组合导航 多天线 双天线历元间载波相位差分 抗差卡尔曼滤波 姿态精度
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基于BSVAR的航空发动机剩余使用寿命预测方法
8
作者 赵昱宇 索超 王雨潇 《北京航空航天大学学报》 2025年第11期3790-3798,共9页
剩余使用寿命(RUL)的准确预测对航空发动机的稳定性、可靠性和安全性至关重要。针对现有RUL预测方法无法充分挖掘传感器数据退化特征的问题,提出一种基于深度学习模型BSVAR的航空发动机RUL预测方法。采用双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络与... 剩余使用寿命(RUL)的准确预测对航空发动机的稳定性、可靠性和安全性至关重要。针对现有RUL预测方法无法充分挖掘传感器数据退化特征的问题,提出一种基于深度学习模型BSVAR的航空发动机RUL预测方法。采用双向长短期记忆(Bi-LSTM)网络与基于自注意力机制的变分自编码器(SVAE)提取传感器数据的深层次退化信息;基于变分推理对传感器数据具有的退化特征进行聚类,生成潜在空间;将Bi-LSTM、SVAE和回归器相结合建立RUL预测模型,充分提取传感器数据的退化特征,提升RUL预测精度。在航空发动机C-MAPSS数据集上进行实验验证,实验结果表明:所提方法可以在潜在空间中标记发动机的退化进程;相比于现有的RUL预测方法具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 剩余使用寿命预测 变分自编码器 深度学习 退化特征 自注意力机制
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类双锥型升力式返回器横航向不稳定性分析及改进
9
作者 陈刚 孙雪 +3 位作者 李广兴 赵丹 马建颖 何程 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2800-2809,共10页
类双锥型升力式返回器的横航向稳定性对其理想再入策略的实施构成严苛的约束,且在设计阶段需要进行专门分析。针对类双锥型升力式返回器的标称再入过程,使用数值仿真方法计算该飞行器在全速域、宽迎角范围内的横航向稳定性,结合流场特... 类双锥型升力式返回器的横航向稳定性对其理想再入策略的实施构成严苛的约束,且在设计阶段需要进行专门分析。针对类双锥型升力式返回器的标称再入过程,使用数值仿真方法计算该飞行器在全速域、宽迎角范围内的横航向稳定性,结合流场特征分析亚/跨/超声速速域内的横航向稳定性突变规律;重点分析涡流发生器、航向增强型面、重心偏置对横航向稳定性的影响及其作用机理,最终确定了航向舵偏转与重心偏置相结合的方案就是最佳横航向增稳方案。 展开更多
关键词 升力式返回器 高超声速 横航向稳定性 流动机理 增稳措施
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基于飞机状态的备件动态规划技术 被引量：3
10
作者 康子旭 周栋 +3 位作者 李会欣 郭子玥 陈承璋 宋子骋 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期276-285,共10页
伴随民航业的竞争日趋激烈,航空公司迫切需要控制成本以提升效益。民机备件既是直接影响飞行安全的关键因素,备件成本又在航空公司可控成本中占比最高。因此,在保证飞行安全的前提下做好备件规划,对航空公司有至关重要的意义。根据民机... 伴随民航业的竞争日趋激烈,航空公司迫切需要控制成本以提升效益。民机备件既是直接影响飞行安全的关键因素,备件成本又在航空公司可控成本中占比最高。因此,在保证飞行安全的前提下做好备件规划,对航空公司有至关重要的意义。根据民机备件的安全级别、故障修复时限等对备件分级设置保障率水平,采用符合备件故障特性的马尔可夫生灭过程,建立满足给定保障率水平的备件量计算模型,并在此基础上建立以保障成本最低为目标函数,满足保障率水平为约束函数的备件量动态规划模型。基于飞机状态分析历史故障数据、季节性、日利用率、机队规模对备件保障的影响,在所建模型中将故障率季节性差异、日利用率和飞机停场损失淡旺季差异进行评估以减小计算结果与实际需求的偏差。以H航空公司ERJ-190机型显示组件为例,对所建模型进行应用验证,计算结果与H航空公司运营实际相吻合,证明所建模型可为航空公司备件规划提供技术方法支持。 展开更多
关键词 备件 飞机状态 马尔可夫生灭过程 经济性 动态规划
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基于二阶注意力的Siamese网络视觉跟踪算法
11
作者 侯志强 陈茂林 +3 位作者 马靖媛 郭凡 余旺盛 马素刚 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期739-747,共9页
为提升基于Siamese网络视觉跟踪算法的特征表达能力和判别能力,以获得更好的跟踪性能,提出了一种轻量级的基于二阶注意力的Siamese网络视觉跟踪算法。使用轻量级VGG-Net作为Siamese网络的主干,获取目标的深度特征;在Siamese网络的末端... 为提升基于Siamese网络视觉跟踪算法的特征表达能力和判别能力,以获得更好的跟踪性能,提出了一种轻量级的基于二阶注意力的Siamese网络视觉跟踪算法。使用轻量级VGG-Net作为Siamese网络的主干,获取目标的深度特征;在Siamese网络的末端并行使用所提残差二阶池化网络和二阶空间注意力网络,获取具有通道相关性的二阶注意力特征和具有空间相关性的二阶注意力特征;使用残差二阶通道注意力特征和二阶空间注意力特征,通过双分支响应策略实现视觉跟踪。利用GOT-10k数据集对所提算法进行端到端的训练,并在OTB100和VOT2018数据集上进行验证。实验结果表明:所提算法的跟踪性能取得了显著提升,与基准算法SiamFC相比,在OTB100数据集上,精度和成功率分别提高了0.100和0.096,在VOT2018数据集上,预期平均重叠率(EAO)提高了0.077,跟踪速度达到了48帧/s。 展开更多
关键词 Siamese网络 视觉跟踪 残差二阶池化网络 二阶空间注意力网络 双分支响应策略
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膜内麻雀优化ELM的软件缺陷预测算法 被引量：1
12
作者 唐宇 代琪 +1 位作者 杨梦园 陈丽芳 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期643-654,共12页
原始麻雀搜索算法存在寻优精度低、迭代后期容易陷入局部极值的问题,结合高效寻优性能的改进麻雀搜索算法和具有并行计算能力的膜计算,提出一种膜内麻雀优化算法(IMSSA)。在10个CEC2017测试函数上的实验结果表明,IMSSA具有更高的寻优精... 原始麻雀搜索算法存在寻优精度低、迭代后期容易陷入局部极值的问题,结合高效寻优性能的改进麻雀搜索算法和具有并行计算能力的膜计算,提出一种膜内麻雀优化算法(IMSSA)。在10个CEC2017测试函数上的实验结果表明,IMSSA具有更高的寻优精度。为进一步验证IMSSA的性能,使用IMSSA优化极限学习机(ELM)参数,提出一种膜内麻雀优化ELM(IMSSA-ELM)算法,并将其应用于软件缺陷预测领域。实验结果表明:在15个公开的软件缺陷数据集中,IMSSA-ELM算法预测性能在G-mean、MCC这2个评价指标下明显优于其他4种先进的对比算法,表明IMSSA-ELM算法具有更好的预测精度和稳定性,其实验结果在Friedman ranking和Holm’s post-hoc test非参数检验中具有明显的统计显著性。 展开更多
关键词 改进麻雀搜索算法 膜计算 极限学习机 优化算法 软件缺陷预测
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球舱方位通道动力学建模及参数辨识 被引量：1
13
作者 李一健 周江华 张晓军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2001-2008,共8页
用于天文观测的高空气球姿态控制系统是一种软联结控制系统,其控制稳定性与气球吊舱的运动特性有重要关系。使用拉格朗日方程对球舱方位通道的运动学特性进行建模,并使用基于最小递推二乘的算法对球舱方位通道模型中的扭转刚度和阻尼系... 用于天文观测的高空气球姿态控制系统是一种软联结控制系统,其控制稳定性与气球吊舱的运动特性有重要关系。使用拉格朗日方程对球舱方位通道的运动学特性进行建模,并使用基于最小递推二乘的算法对球舱方位通道模型中的扭转刚度和阻尼系数进行离线辨识。与传统的稳定性分析方法相比,所提方法进一步揭示了系统控制稳定性与系统的关系和球舱方位控制运动特性,为高空气球吊舱姿控系统的设计及优化提供了重要参考。 展开更多
关键词 高空气球 方位控制 拉格朗日建模 递推最小二乘 参数辨识
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基于检索增强的噪声标签细粒度图像分类方法 被引量：3
14
作者 暴恒 邓理睿 +1 位作者 张良 陈训逊 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2284-2292,共9页
在互联网音视频内容分析的应用中,快速建立低标注代价的图像细粒度分类方法具有重要意义。由于类别间具有相似的外观特征,并且存在光照、视角、背景遮挡等干扰因素,细粒度图像分类面临类别数量多、类间差异性小,以及标注代价高、标签信... 在互联网音视频内容分析的应用中,快速建立低标注代价的图像细粒度分类方法具有重要意义。由于类别间具有相似的外观特征,并且存在光照、视角、背景遮挡等干扰因素,细粒度图像分类面临类别数量多、类间差异性小,以及标注代价高、标签信噪比低等挑战。为改善在带有噪声标签的数据环境下海量图像细粒度分类的效果,提出一种基于检索增强的图像细粒度分类方法,在迭代清洗噪声标签的基础上,利用检索范式通过简单类别标注获取更具表达性的特征,提升分类器的识别能力,并在包含1 500个细粒度的食物类别和超过50万张图像的数据集上取得良好的效果。 展开更多
关键词 细粒度图像分类 网络安全 图像检索 数据清洗 噪声标签
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考虑随机和认知混合不确定性的CFD模型修正方法
15
作者 李泽贤 马梦颖 +2 位作者 武健辉 熊芬芬 王博民 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2343-2353,共11页
针对随机和认知混合不确定性下的CFD模型修正问题,提出了一种融合混合不确定性量化、全局灵敏度分析、参数修正的模型修正架构,建立了基于证据理论的混合不确定性量化方法,在此基础上构建了基于概率包络面积变化率的混合不确定性灵敏度... 针对随机和认知混合不确定性下的CFD模型修正问题,提出了一种融合混合不确定性量化、全局灵敏度分析、参数修正的模型修正架构,建立了基于证据理论的混合不确定性量化方法,在此基础上构建了基于概率包络面积变化率的混合不确定性灵敏度分析指标,提出了基于似然样本策略的参数修正方法。针对三维机翼ONERA M6的CFD数值模拟,在考虑湍流模型封闭系数认知不确定性和来流条件随机不确定性的情况下,通过混合不确定性量化得到升力系数的概率分布包络,并开展全局灵敏度分析发掘影响较大的封闭系数,降低模型修正的复杂度和计算量,并根据似然样本策略对关键系数加以修正。经过参数迭代修正,修正后的CFD仿真结果与试验数据高度吻合,证明了提出的CFD模型修正方法的有效性。 展开更多
关键词 混合不确定性 模型修正 证据理论 灵敏度分析 湍流模型
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双重模态文本引导的图像修复算法
16
作者 李海燕 陈杰 +2 位作者 余鹏飞 李海江 张榆锋 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2547-2557,共11页
为解决现有图像修复算法因缺乏足够的上下文信息导致修复大面积破损时效果差且修复结果不可控的缺陷,提出了双重模态文本引导的图像修复算法。引入文本标签作为修复的控制引导,确保修复结果的整体与区域一致,并增加修复的可控多样性。... 为解决现有图像修复算法因缺乏足够的上下文信息导致修复大面积破损时效果差且修复结果不可控的缺陷,提出了双重模态文本引导的图像修复算法。引入文本标签作为修复的控制引导,确保修复结果的整体与区域一致,并增加修复的可控多样性。设计双重模态掩码注意力机制提取破损区域的语义信息;通过深度文本图像融合模块加深生成器中的文本图像融合过程,并应用图像文本匹配损失最大化生成图像与文本之间的语义相似度;采用投射鉴别器训练生成图像与真实图像增强修复图像的真实性。在2个带有文本标签的数据集上进行定量和定性实验,结果表明:生成的修复图像与引导文本描述一致,可根据不同的文字描述生成多样的结果。 展开更多
关键词 图像修复 文本引导 注意力机制 文本图像融合 图像文本匹配损失
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一种基于伪影估计的低剂量CT图像降噪方法
17
作者 韩兴隆 上官宏 +3 位作者 张雄 韩泽芳 崔学英 王安红 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期491-502,共12页
低剂量CT(LDCT)包含丰富组织结构、病理信息和分布极其不规律的噪声伪影,这2种信息的幅度值分布规律相似。因此,LDCT降噪任务易出现特征提取不充分、网络对噪声伪影方向特性敏感度不足及降噪结果过度平滑等问题。为此,应用U-Net网络作... 低剂量CT(LDCT)包含丰富组织结构、病理信息和分布极其不规律的噪声伪影,这2种信息的幅度值分布规律相似。因此,LDCT降噪任务易出现特征提取不充分、网络对噪声伪影方向特性敏感度不足及降噪结果过度平滑等问题。为此,应用U-Net网络作为去噪网络的基本模型,设计了一种基于伪影估计的LDCT降噪网络。所提网络模型主要包括主特征提取网络和方向敏感注意力子网络2部分。为充分利用不同尺度特征之间的差异性,提高特征提取有效性,在编解码U-Net结构基础上增加了一个稠密特征增强模块;为提高降噪网络对噪声伪影方向特征的敏感度,设计了一个方向敏感注意力子网络;为保障网络训练稳定性,设计了多种损失函数来共同优化网络训练过程。实验结果表明:与目前主流的LDCT降噪方法相比,所提方法降噪结果的视觉效果与量化指标均表现最佳。 展开更多
关键词 低剂量CT 图像降噪 U-Net 注意力机制 噪声估计 特征融合
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带有拦截时间约束的协同制导方法 被引量：6
18
作者 张帅 宋天莉 +1 位作者 焦巍 郭杨 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1956-1963,共8页
针对多飞行器协同拦截机动目标问题,基于有限时间滑模控制方法和一致性理论提出一种考虑拦截时间约束的协同制导方法。基于相对运动学和动力学关系,建立考虑拦截时间和角度约束的协同拦截模型;基于滑模控制理论和超螺旋控制算法分别设... 针对多飞行器协同拦截机动目标问题,基于有限时间滑模控制方法和一致性理论提出一种考虑拦截时间约束的协同制导方法。基于相对运动学和动力学关系,建立考虑拦截时间和角度约束的协同拦截模型;基于滑模控制理论和超螺旋控制算法分别设计了视线方向和视线法向协同制导律以保证各飞行器拦截时间在有限时间内一致收敛且拦截角度收敛到期望值;基于一致性理论证明了所提方法有限时间一致收敛性能。仿真结果表明:所提方法能够保证各飞行器以期望拦截角同时拦截目标,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 协同制导 多飞行器 拦截时间 拦截角 一致性
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基于Safe-PPO算法的安全优先路径规划方法 被引量：1
19
作者 别桐 朱晓庆 +3 位作者 付煜 李晓理 阮晓钢 王全民 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2108-2118,共11页
现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全... 现有的路径规划算法对路径规划过程中的路径安全性问题考虑较少,并且传统的近端策略优化(PPO)算法存在一定的方差适应性问题。为解决这些问题,提出一种融合进化策略思想和安全奖励函数的安全近端策略优化(Safe-PPO)算法,所提算法以安全优先进行路径规划。采用协方差自适应调整的进化策略(CMA-ES)的思想对PPO算法进行改进,并引入危险系数与动作因子来评估路径的安全性。使用二维栅格地图进行仿真实验,采用传统的PPO算法和Safe-PPO算法进行对比;采用六足机器人在搭建的场景中进行实物实验。仿真实验结果表明:所提算法在安全优先导向的路径规划方面具有合理性与可行性:在训练时Safe-PPO算法相比传统的PPO算法收敛速度提升了18%,获得的奖励提升了5.3%;在测试时采用融合危险系数与动作因子的方案能使机器人学会选择更加安全的道路而非直观上最快速的道路。实物实验结果表明:机器人可以在现实环境中选择更加安全的路径到达目标点。 展开更多
关键词 机器人导航 路径规划 深度强化学习 近端策略优化 安全路径选择
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基于可达集的无人机低空飞行冲突解脱算法 被引量：3
20
作者 杨建航 张福彪 王江 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1813-1827,共15页
针对无人空中交通管理(UTM)中的冲突解脱问题,提出了以可达集分析为基础的实时避撞算法。该算法可用于城市低空环境中的密集交通流空域,保证无人机(UAV)飞行过程的安全性。基于相对运动的概念,通过分析平面空域中的飞行博弈问题对避撞... 针对无人空中交通管理(UTM)中的冲突解脱问题,提出了以可达集分析为基础的实时避撞算法。该算法可用于城市低空环境中的密集交通流空域,保证无人机(UAV)飞行过程的安全性。基于相对运动的概念,通过分析平面空域中的飞行博弈问题对避撞系统进行建模,同时利用水平集方法和最优控制理论对无人机的可达集进行分析和计算,使用机载传感器获取无人机与周围物体的信息,为每架无人机提供新的避撞策略。通过3种不同空域环境的飞行案例进行仿真实验,验证了该策略不仅可以得到平滑的飞行路径,实时安全地解决冲突解脱问题,而且针对合作/非合作目标均有效。 展开更多
关键词 无人空中交通管理 冲突解脱 城市低空环境 可达集分析 避撞策略 平面空域
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