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带扩张观测器的旋翼无人机动态面滑模控制

控制工程 2024年

作者：杨永刚尹宜坤中国民航大学航空工程学院中国民航大学交通科学与工程学院

针对四旋翼无人机存在缺少操纵舵面和自身抗干扰能力弱的问题，提出一种基于扩张观测器的四旋翼无人机动态面滑模控制方法。在建立四旋翼无人机数学模型的基础上，将反步法为基础的动态面控制方法与滑模控制方法结合，并添加了扩张观测... 详细信息

针对四旋翼无人机存在缺少操纵舵面和自身抗干扰能力弱的问题，提出一种基于扩张观测器的四旋翼无人机动态面滑模控制方法。在建立四旋翼无人机数学模型的基础上，将反步法为基础的动态面控制方法与滑模控制方法结合，并添加了扩张观测器，以达到减小误差幅值与抑制抖振的目的。实验结果表明，所设计的基于扩张状态观测器的动态滑模面控制器能有效保证四旋翼无人机系统的鲁棒性，其姿态运动的总误差幅值相对于传统滑模控制器与添加扩张观测器的滑模控制器分别提高了44%与10%；姿态运动的抖振抑制效果分别提高了90%与55%。

关键词：四旋翼无人机扩张观测器动态面滑模控制抗干扰能力

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同方期刊数据库

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企业安全生产标准化运行质量审计分析

中国科技期刊数据库工业A 2024年第1期 0177-0180页

作者：杨永刚苏州新世纪金帆企业管理服务有限公司江苏苏州215000

在电子企业生产中,存在着机械伤害、物体打击、火灾隐患等各项危险因素,一旦发生容易给企业与员工带来较为严重的不良后果,需要对生产流程进行标准化控制,以提高安全作业能力。基于此背景,本文首先对电子企业基本情况进行说明,其次对标... 详细信息

在电子企业生产中,存在着机械伤害、物体打击、火灾隐患等各项危险因素,一旦发生容易给企业与员工带来较为严重的不良后果,需要对生产流程进行标准化控制,以提高安全作业能力。基于此背景,本文首先对电子企业基本情况进行说明,其次对标准化生产与质量审计工作存在的主要问题进行分析,最后制定了具有针对性的整改措施,其中包括制定目标与计划、明确组织机构责任、优化规章制度、做好教育培训、增加设备运行与现场安全管理力度、落实应急管理与绩效评估方案等方面。本文研究最终取得了显著成果,不仅提高了质量控制能力,而且为企业安全管理人员提供了可靠的参考依据。

关键词：质量审计企业运行安全生产标准化

中近距离下伏工作面采动条件下巷道加固技术研究

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矿业安全与环保 2020年第4期47卷 24-28页

作者：杨永刚安徽省煤炭科学研究院安徽合肥230001

受下伏中近距离工作面回采影响,其上部已有的系统巷道处于工作面采空区覆岩垮落、离层影响范围内,巷道支护对象发生了显著改变,围岩变形控制极为困难。以淮北矿区朱庄煤矿二水平南大巷为工程背景,采用相似模拟方法,研究下伏工作面采空... 详细信息

受下伏中近距离工作面回采影响,其上部已有的系统巷道处于工作面采空区覆岩垮落、离层影响范围内,巷道支护对象发生了显著改变,围岩变形控制极为困难。以淮北矿区朱庄煤矿二水平南大巷为工程背景,采用相似模拟方法,研究下伏工作面采空区顶板覆岩运移垮落特征,以及其与上部巷道变形破坏之间的时空规律,在此基础上提出了巷道采前U型棚预加固+采后注浆围岩重构技术。工程应用结果表明,试验巷道成功经受住了下伏工作面的采动影响,满足了采动条件下系统巷道的正常使用要求。

关键词：下伏工作面相似模拟预加固注浆围岩重构

TC4钛合金板抗高强杆弹正撞击侵彻特性实验研究

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机械强度 2021年第1期43卷 77-82页

作者：杨永刚冯岩魏刚邓云飞中国民航大学通航学院天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300

为了研究高速撞击下TC4钛合金平板的损伤行为及弹头形状对其抗侵彻性能的影响,利用轻气炮加速装置,对10 mm厚钛合金平板进行了杆弹正撞击侵彻实验,得到了两种弹体撞击下靶板的弹道极限和损伤形貌,并结合微观观察对靶板的损伤特性和机理... 详细信息

为了研究高速撞击下TC4钛合金平板的损伤行为及弹头形状对其抗侵彻性能的影响,利用轻气炮加速装置,对10 mm厚钛合金平板进行了杆弹正撞击侵彻实验,得到了两种弹体撞击下靶板的弹道极限和损伤形貌,并结合微观观察对靶板的损伤特性和机理进行了分析。结果表明10 mm厚度TC4靶板,平头弹和卵形弹撞击后的破坏形式有明显的不同,且对卵形弹的抗弹性明显优于对平头弹。卵形弹撞击后靶板损伤为正面开孔,背面剥落,破坏模式为花瓣型破坏。平头弹撞击后靶板为剪切冲塞型破坏,且弹孔边缘整齐,内壁光滑。此外使用扫描电子显微镜观察到了平头弹侵彻靶板时产生的绝热剪切带,绝热剪切带的产生意味着靶板防护能力大大降低。

关键词： TC4钛合金弹道极限失效模式失效机理绝热剪切带

分层对TC4钛合金板抗平头弹撞击失效特性的影响

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振动与冲击 2021年第8期40卷 223-229页

作者：魏刚冯岩张铁纯邓云飞杨永刚中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航大学通航学院天津300300

使用Abaqus/Explicit有限元分析软件,开展平头弹撞击不同厚度双层TC4钛合金板数值模拟,研究双层TC4钛合金板撞击失效特性与失效模式随厚度变化规律及机理。通过对比撞击试验与仿真结果,验证数值模型和参数的有效性。在此基础上与等厚度... 详细信息

使用Abaqus/Explicit有限元分析软件,开展平头弹撞击不同厚度双层TC4钛合金板数值模拟,研究双层TC4钛合金板撞击失效特性与失效模式随厚度变化规律及机理。通过对比撞击试验与仿真结果,验证数值模型和参数的有效性。在此基础上与等厚度单层TC4钛合金板的抗侵彻性能进行对比,结果表明,对于12.68 mm直径的平头弹,在靶板厚度2~16 mm内,双层结构的弹道极限与总厚度近似呈线性关系。由于单层靶板在4~10 mm内随着厚度增加,弹道极限无明显变化,所以等厚接触式双层结构在该厚度范围相比单层靶有明显的优势。在总厚度为8 mm时,双层靶优势最为明显,弹道极限相比单层靶提高了43%左右。

关键词：撞击双层靶数值模拟弹道极限

高中化学教学中融入绿色化学教育理念的实施举措

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天津教育 2023年第14期 58-60页

作者：杨永刚甘肃省天水市张家川回族自治县第三高级中学

在课程改革持续推进的背景下,许多先进的教育理念融入高中化学教学实践,对化学教师的教学活动起到了重要的指导作用。其中,绿色化学教育理念对提升化学课堂教学效果、促进学生化学素养发展和化学教师的职业发展具有积极意义。然而,绿色... 详细信息

在课程改革持续推进的背景下,许多先进的教育理念融入高中化学教学实践,对化学教师的教学活动起到了重要的指导作用。其中,绿色化学教育理念对提升化学课堂教学效果、促进学生化学素养发展和化学教师的职业发展具有积极意义。然而,绿色化学教育理念融入高中化学教学实践的过程并不顺利,对此,教师要意识到绿色化学教育理念融入化学教学的重要性,进而立足现实,主动采取措施推动绿色化学教育理念与教学实践的深度融合,促进学生化学素养持续发展。

关键词：高中化学教学实施举措绿色化学教育化学素养化学教师深度融合课堂教学效果课程改革

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基于发展学科核心素养的高中化学教学实践

天津教育 2023年第5期 93-95页

作者：杨永刚甘肃省天水市张家川回族自治县第三高级中学

新一轮的高中化学教学改革比较复杂,教师需要着重提升学生的核心学习能力,帮助学生构建完善的核心知识体系,让学生在自主学习新知识、掌握新技能的过程中形成良好的学科核心素养,进而实现内化于心、外化于行的目标。具有远见卓识的教师... 详细信息

新一轮的高中化学教学改革比较复杂,教师需要着重提升学生的核心学习能力,帮助学生构建完善的核心知识体系,让学生在自主学习新知识、掌握新技能的过程中形成良好的学科核心素养,进而实现内化于心、外化于行的目标。具有远见卓识的教师以学生学科核心素养的发展及培养为基本目标,全面创新学科教学实践模式及育人手段,根据学生终身发展所需的品格以及能力调整教学思路。坚持多措并举以及教无定法,确保高中化学教学能够在新课改的大环境下更上一个台阶。

关键词：学科核心素养高中化学教学教学实践模式教无定法核心知识体系新课改内化于心全面创新

基于迁移学习和数据增强的热轧板卷表面缺陷识别

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基于迁移学习和数据增强的热轧板卷表面缺陷识别

作者：杨永刚冶金自动化研究设计院

学位级别：硕士

热轧板卷的质量问题长期以来都是冶金行业中质量控制的难点和重点,其中热轧板卷表面缺陷识别一直是一项具有挑战性的任务。近几年来以深度学习为核心的人工智能技术在计算机视觉领域表现出了突出的性能,但它应用在热轧板卷表面缺陷识别... 详细信息

热轧板卷的质量问题长期以来都是冶金行业中质量控制的难点和重点,其中热轧板卷表面缺陷识别一直是一项具有挑战性的任务。近几年来以深度学习为核心的人工智能技术在计算机视觉领域表现出了突出的性能,但它应用在热轧板卷表面缺陷识别时受数据、算法、计算力等因素的制约。本文针对轧钢过程中热轧板卷表面缺陷图像少、缺陷图像识别准确率不高以及相关人工智能模型训练困难等问题,在分析热轧场景和工况的基础上提出一种热轧板卷表面缺陷无监督图像数据生成的方法并采用迁移学习对热轧板卷表面缺陷进行识别,以加快AI模型建模和训练速度,节省计算力以及提高热轧板卷表面缺陷识别质量。使用数据增强技术扩增缺陷图像以提高模型的泛化能力和鲁棒性,从而提高模型识别预测准确率,减少热轧板卷钢材质量评级错误判定的情况,提高企业经济效益。本文通过在Pytorch、TensorFlow深度学习框架下构建新型生成对抗网络对热轧板卷表面缺陷图像进行无监督数据生成以及进行模型构建迁移、训练和测试。使用python语言编程,最后模型稳定后对34类缺陷识别的平均准确率为96.52%。研究过程如下:（1）数据清洗和增强。首先对缺陷图像进行预处理一般有均值减法,归一化,白化,统一图片的大小格式,去除错误图片等操作。由于板卷缺陷训练样本较少,使用数据增强技术,来提高缺陷图片的丰富多样性,以提高训练模型的泛化能力;（2）建立迁移学习环境开发平台。采用Anaconda3、Tensorflow、Pytorch等框架作为模型开发工具,建立相应的开发软件平台,研究CNN、GAN、RESNET、Inception、Attention等网络的训练、优化和测试;（3）使用迁移学习进行缺陷识别。将清洗的数据进行均衡化处理后,迁移不同的模型（inception-v3、resnet、self-attention）进行实验。把训练数据加载到修改后的模型中,进行反复训练、优化、调整参数、测试。最后选出其中最好的AI模型迁移方案进行识别预测,统计相关指标。

关键词：迁移学习数据增强生成对抗网络人工智能缺陷识别

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基于改进势场和一致性的无人机编队避障方法

电光与控制 2024年第7期 36-41页

作者：杨永刚龚泽川谢睿夫中国民航大学交通科学与工程学院中国民航大学中国民航大学航空工程学院

针对无人机编队在执行任务时存在的机间碰撞与障碍物碰撞及编队通信等问题，将无人机动力学方程视为二阶积分模型，提出一种人工势场法和一致性理论相结合的协同避障控制策略。首先建立变增益函数来降低超调和稳态误差，并由此设计虚拟... 详细信息

针对无人机编队在执行任务时存在的机间碰撞与障碍物碰撞及编队通信等问题，将无人机动力学方程视为二阶积分模型，提出一种人工势场法和一致性理论相结合的协同避障控制策略。首先建立变增益函数来降低超调和稳态误差，并由此设计虚拟领航结构下的无人机编队一致性控制方法；然后应用分段思想，增加回环力、机间防碰撞力等来改进传统人工势场法，以解决局部最优和编队安全问题，从而实现编队避碰和避障；最后将一致性控制方法和改进后的人工势场法相结合提出编队协同避障控制律，并利用小增益定理对其进行稳定收敛性分析。仿真结果表明，无人机编队可以实现精准避障并恢复预期编队队形到达目标位置。

关键词：无人机编队一致性人工势场虚拟领航者避障