检索结果-南通市图书馆

Analytical reentry guidance framework based on swarm intelligence optimization and altitude-energy profile

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Chinese Journal of Aeronautics 2023年第12期36卷 336-348页

作者： Hui XU guangbin cai Chaoxu MU Xin LI College of Missile Engineering Rocket Force University of EngineeringXi’an 710025China School of Electrical and Information Engineering Tianjin UniversityTianjin 300072China

Aimed at improving the real-time performance of guidance instruction generation,an analytical hypersonic reentry guidance framework is *** key steps of the novel guidance framework are the parameterization of reentry guidance problems and the optimization of ***,a quintic polynomial function of energy was designed to describe the altitude ***,according to the altitude-energy profile,the altitude,velocity,flight path angle,and bank angle were obtained analytically,which naturally met the terminal *** addition,the angle of the attack profile was determined using the velocity *** swarm intelligent optimization algorithms were used to optimize the *** path constraints were enforced by the penalty function ***,extensive simulations were carried out in both nominal and dispersed cases,and the simulation results showed that the proposed guidance framework was effective,high-precision,and robust in different scenarios.

关键词： Analytical solution Hypersonic glide vehicle Improved swarm intelligent optimization Monte-Carlo simulation Reentry guidance method

A Data-Based Feedback Relearning Algorithm for Uncertain Nonlinear Systems

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IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 2023年第5期10卷 1288-1303页

作者： Chaoxu Mu Yong Zhang guangbin cai Ruijun Liu Changyin Sun the School of Electrical and Information Engineering Tianjin UniversityTianjin 300072China the College of Missile Engineering Rocket Force University of EngineeringXi’an 710025China the School of Computer and Information Engineering Beijing Technology and Business UniversityBeijing 100048China the School of Automation Southeast UniversityNanjing 210096China

In this paper,a data-based feedback relearning algorithm is proposed for the robust control problem of uncertain nonlinear *** by the classical on-policy and off-policy algorithms of reinforcement learning,the online feedback relearning(FR)algorithm is developed where the collected data includes the influence of disturbance *** FR algorithm has better adaptability to environmental changes(such as the control channel disturbances)compared with the off-policy algorithm,and has higher computational efficiency and better convergence performance compared with the on-policy *** processing based on experience replay technology is used for great data efficiency and convergence *** experiments are presented to illustrate convergence stability,optimality and algorithmic performance of FR algorithm by comparison.

关键词： Data episodes experience replay neural networks reinforcement learning(RL) uncertain systems

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高超声速飞行器鲁棒多目标线性变参数控制

兵工学报 2019年第11期40卷 2229-2240页

作者：蔡光斌赵阳张胜修杨小冈火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 西北工业大学航天学院陕西西安710072

针对具有"乘波体"构型的吸气式高超声速飞行器纵向飞行姿态控制问题,提出了一种基于区域极点配置的鲁棒多目标线性变参数(LPV)控制系统设计方法。给出吸气式高超声速飞行器纵向非线性机理模型,在此基础上建立了刚性LPV模型;针对此类LPV... 详细信息

针对具有"乘波体"构型的吸气式高超声速飞行器纵向飞行姿态控制问题,提出了一种基于区域极点配置的鲁棒多目标线性变参数(LPV)控制系统设计方法。给出吸气式高超声速飞行器纵向非线性机理模型,在此基础上建立了刚性LPV模型;针对此类LPV模型,提出了基于区域极点配置的LPV状态反馈控制系统设计方法,将系统的鲁棒稳定性、干扰抑制、跟踪性能等性能指标通过扩展线性矩阵不等式约束的方式,实现了LPV系统的多目标鲁棒跟踪控制。同时,通过引入松弛变量的方法,解除了Lyapunov函数矩阵与系统矩阵之间的耦合影响,从而降低了控制系统设计的保守性,得到了满足期望性能要求的LPV状态反馈鲁棒跟踪控制器。所设计的控制器应用于高超声速飞行器的非线性机理模型进行数值仿真验证,仿真结果表明:所设计的控制器能够使得闭环反馈控制系统有效地跟踪指令信号变化,系统动态性能良好且具有较强的抗干扰能力。

关键词：高超声速飞行器线性变参数控制多目标控制松弛变量鲁棒跟踪

高超声速滑翔飞行器全程总红外辐射最小的轨迹优化(特邀)

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红外与激光工程 2022年第4期51卷 51-63页

作者：徐慧蔡光斌穆朝絮张艳红李欣火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 北京市海淀区清河大楼丁7 北京100085

为降低高超声速飞行器再入过程中,产生的气动热辐射对红外探测窗口性能的影响,从轨迹优化的角度,以再入飞行全程驻点总红外辐射为目标函数,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的高超声速飞行器轨迹优化... 详细信息

为降低高超声速飞行器再入过程中,产生的气动热辐射对红外探测窗口性能的影响,从轨迹优化的角度,以再入飞行全程驻点总红外辐射为目标函数,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的高超声速飞行器轨迹优化算法。首先,通过Tent混沌映射和控制因子余弦变化改进WOA,改进算法位置更新时的位置指向性,增强算法全局搜索能力;同时,将再入轨迹优化问题转化为控制量剖面参数优化问题,采用倾侧角一次翻转策略,利用普朗克公式计算驻点红外辐射,并设计目标函数,利用阻力加速度再入走廊处理路径约束,采用罚函数法将终端约束同目标函数相结合;最后,利用改进的WOA对设计的控制量剖面进行参数寻优,获得使目标函数最优的解。仿真实验表明:文中改进的WOA能够有效完成全程总红外辐射最小的再入轨迹优化任务,全局搜索能力强,且具有较好的鲁棒性。

关键词：高超声速滑翔飞行器再入轨迹优化红外辐射改进鲸鱼算法蒙特卡洛仿真

高超声速飞行器有限时间LPV滑模控制器设计

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哈尔滨工业大学学报 2019年第4期51卷 107-114页

作者：赵阳蔡光斌张胜修侯明哲火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 西北工业大学航天学院西安710072 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150080

高超声速飞行器在机动飞行时易受到外界扰动,若采用传统的状态反馈控制方法,闭环控制系统极易引起振荡,无法满足机动飞行指令信号跟踪的精度要求;若采用传统的滑模控制方法,由于系统存在奇异值的问题,且计算过程较为复杂,控制系统不易... 详细信息

高超声速飞行器在机动飞行时易受到外界扰动,若采用传统的状态反馈控制方法,闭环控制系统极易引起振荡,无法满足机动飞行指令信号跟踪的精度要求;若采用传统的滑模控制方法,由于系统存在奇异值的问题,且计算过程较为复杂,控制系统不易于实现.针对上述问题,考虑高速机动飞行控制实际要求,提出了一种基于有限时间时变滑模的线性变参数(LPV)控制器设计方法并应用于高超声速飞行控制.首先不考虑外界扰动,通过传统的状态反馈控制方法使系统保持稳定.然后,在扰动存在的情况下,通过选取一个特殊的滑动函数,设计有限时间时变滑模控制律.为减小系统的抖振现象,引入饱和函数来替换控制律中的符号函数.经理论推导证明了闭环系统中的所有信号都是有界的,并且可以在预定的时间内将跟踪误差控制在零点的一个很小的邻域范围内.仿真验证结果表明,高超声速飞行器机动飞行条件下的状态量可在有限时间内稳定跟踪参考指令信号,且有效地抑制了闭环系统的振荡现象,验证了本方法所设计控制器的有效性.

关键词：高超声速飞行器 LPV系统有限时间控制时变滑模状态反馈

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小型航天器浸入与不变自适应反步姿态跟踪

哈尔滨工业大学学报 2014年第7期46卷 60-68页

作者：张超张胜修蔡光斌侯明哲第二炮兵工程大学控制工程系西安710025 哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001

针对具有惯性张量不确定性、外干扰及饱和限制的小型航天器非线性姿态跟踪问题,将反步法和系统浸入与流形不变理论相结合,提出了分块自适应约束控制结构.航天器姿态模型由修正罗德里格参数进行全局非奇异描述.在设计反步控制器时,引入... 详细信息

针对具有惯性张量不确定性、外干扰及饱和限制的小型航天器非线性姿态跟踪问题,将反步法和系统浸入与流形不变理论相结合,提出了分块自适应约束控制结构.航天器姿态模型由修正罗德里格参数进行全局非奇异描述.在设计反步控制器时,引入指令滤波器和修正跟踪误差信号以施加系统状态和执行器的饱和限制,同时较容易地获得虚拟控制导数.为提高反步控制器的鲁棒性和性能,利用基于不变流形的非线性观测器对时变的系统"总干扰"进行在线估计补偿.由于不变流形方法使得估计误差具有指定的一致稳定动态,因而该分块自适应控制器比传统的自适应反步控制器更容易调节,且性能不受未知的估计律动态的影响.李亚普诺夫直接方法证明了估计误差有界性和闭环系统输入状态稳定.数值仿真表明,与传统方法相比,所提出的控制器结构具有更高的姿态跟踪性能和干扰估计精度.

关键词：姿态跟踪修正罗德里格参数自适应反步法浸入与不变饱和约束

虚拟多触角探测的高超声速滑翔飞行器再入机动制导

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航空学报 2020年第11期41卷 126-141页

作者：高杨蔡光斌徐慧杨小冈张胜修火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 西北工业大学航天学院西安710072

针对高超声速滑翔飞行器再入过程中面对的多约束问题,提出一种基于虚拟多触角探测的路航点规划机动制导策略。该机动制导策略通过飞行器最大转弯轨迹计算速度-剩余地面距离-航向角约束,在分段定点模式中发出多条粗略预测触角,引用触角... 详细信息

针对高超声速滑翔飞行器再入过程中面对的多约束问题,提出一种基于虚拟多触角探测的路航点规划机动制导策略。该机动制导策略通过飞行器最大转弯轨迹计算速度-剩余地面距离-航向角约束,在分段定点模式中发出多条粗略预测触角,引用触角末端反馈的信息计算优先级以确定临时路航点;同时在机动制导模式中发出精细探测触角,计算触角末端信息优先级,经倾侧角延时滤波器得出控制指令,对飞行器进行机动制导。基于多触角探测的路航点规划机动制导策略,降低了三触角机动制导方法中的计算时间;同时,4种典型禁飞区条件下的仿真结果表明,该策略能够有效稳定地解决机动制导过程中的多约束问题。

关键词：高超声速滑翔飞行器机动制导虚拟多触角探测反馈禁飞区路航点

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非线性系统控制器综合的一种新方法(英文)

中国科学技术大学学报 2012年第5期42卷 383-390页

作者：蔡光斌胡昌华段广仁第二炮兵工程大学302教研室陕西西安710025 哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心黑龙江哈尔滨150001

基于正切线性化控制技术和状态依赖Riccati微分方程方法,提出了一种新的非线性控制器综合策略.受正切线性化控制的启发,首先,将一类非线性系统的非线性反馈镇定问题转化为状态依赖线性时变系统的反馈镇定器设计问题.然后,给出了求解导... 详细信息

基于正切线性化控制技术和状态依赖Riccati微分方程方法,提出了一种新的非线性控制器综合策略.受正切线性化控制的启发,首先,将一类非线性系统的非线性反馈镇定问题转化为状态依赖线性时变系统的反馈镇定器设计问题.然后,给出了求解导出线性时变系统反馈镇定器设计问题的一种基于状态依赖Riccati微分方程方法.为实现该控制器的求解,仅需实时求解给定正定初始条件下的状态依赖Riccati微分方程.此外,本文所得到的解析结果还能保证非线性闭环反馈系统的指数渐近稳定性.最后,用一个数值算例验证了本文给出方法的有效性.

关键词：正切线性化控制状态依赖Riccati微分方程非线性控制镇定性时变系统

Mobile emergency （surgical） hospital： Development and application in medical relief of ＂4.20＂ Lushan earthquake in Sichuan Province, China

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Chinese Journal of Traumatology 2015年第1期18卷 5-9页

作者： Bin Cheng Ruofei Shi Dingyuan Du Ping Hu Jun Feng guangbin Huang Anning cai Wei Yin Ronggang Yang Chongqing Emergency Medical Center Chongqing 400042 China

In the 21st century, natural disasters and emergencies occur frequently worldwide, which leads to the loss of hundreds of thousands of lives as well as the direct and indirect economic losses. China has a vast territory frequently struck by natural disasters. However, the reality is not optimistic. Poor organization and management during the rescue actions, the lack of large-scale, systematic medical rescue equipment were all great barriers to the outcomes. Mobile hospitals are expected to provide better health care. We were inspired by the concept of mobile hospital. Chongqing Emergency Medical Center, has set up trauma care system since 1988, in which pre- hospital care, intensive care, and in-hospital treatment is fully integrated. As a major advantage, such a system provided assurance of＂golden hour＂ rescue treatment. Providing mobile intensive care and pre- hospital surgical service for severe trauma patients could reduce mortality significantly. Based on the civilian experiences in Chongqing Emergency Medical Center, the mobile emergency （surgical） hospital was developed. 2015 Production and hosting by Elsevier B.V. on behalf of Daping Hospital and the Research Institute of Surgery of the Third Military Medical University.

关键词： Natural disaster Medical relief Mobile hospital