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基于GNSS/UWB的多无人机协同定位技术

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探测与控制学报 2024年第1期46卷 121-128页

作者：鄢家鑫贺晓华周泽波林国泉电子科技大学航空航天学院四川成都611731 中国空空导弹研究院河南洛阳471009 航空制导武器航空科技重点实验室河南洛阳471009

针对多无人机之间位置信息的求解问题,提出基于GNSS/UWB的分布式协同定位方法,并基于因子图理论构建了一套分布式数据融合框架,在无人机之间引入消息传送与接收以实现信息共享,然后采用和积算法求取无人机节点位置信息的边缘概率密度函... 详细信息

针对多无人机之间位置信息的求解问题,提出基于GNSS/UWB的分布式协同定位方法,并基于因子图理论构建了一套分布式数据融合框架,在无人机之间引入消息传送与接收以实现信息共享,然后采用和积算法求取无人机节点位置信息的边缘概率密度函数。设计了基于改进EKF的迭代滤波器对无人机状态进行估计,对算法进行仿真。仿真结果表明,该分布式协同定位算法有着接近于集中式协同定位算法的定位精度,并且优于单点独立定位算法的定位精度。

关键词：分布式协同定位因子图迭代滤波信息融合

吸波材料/结构及吸波-承载功能一体化结构研究进展

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复合材料学报 2024年第8期41卷 3866-3882页

作者：王江涛陈帅沈承高金翎刘家贵赵振宇王昕李振王鹏飞孟晗卢天健南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室南京210016 西安交通大学机械工程学院国际机械中心西安710049 中国航天科技创新研究院先进材料与能源研究中心北京100176

随着现代科学技术的迅速发展,电子信息设备的普及极大改善了人们的生活质量,但随之也带来了电磁干扰与电磁辐射等安全问题,尤其是对于国防军工领域,雷达测试技术的改进升级使武器装备的生存力面对巨大威胁。因此迫切需要开发高性能的电... 详细信息

随着现代科学技术的迅速发展,电子信息设备的普及极大改善了人们的生活质量,但随之也带来了电磁干扰与电磁辐射等安全问题,尤其是对于国防军工领域,雷达测试技术的改进升级使武器装备的生存力面对巨大威胁。因此迫切需要开发高性能的电磁吸波材料来抑制电磁干扰与辐射,防止信息泄露。本文以吸波材料与吸波结构应用为切入点,对各种吸波材料的电磁波损耗机制进行了系统地整理,同时探讨了吸波结构的主要应用手段,并以此为基础阐述了吸波材料与吸波结构的研究现状与发展趋势,进一步分析了目前研究发展中吸波材料与吸波结构具备的优势与不足,最后提炼出了吸波领域未来需要解决的关键科学问题,针对现今吸波材料与结构功能一体化研究的不足,提出了关于未来研究方向的关键性建议。在此所讨论的方法与提出的策略有望对未来吸波-承载结构创新型设计提供一定的指导。

关键词：吸波材料/结构吸波-承载功能一体化电磁波损耗机制电磁辐射

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预应力加载下LY12-CZ激光烧蚀特性的实验与模拟研究

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固体力学学报 2024年第1期45卷 38-51页

作者：堵志钦张宇师先哲惠煜中沈将华西北工业大学航空学院西安710072 中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室西安710065 陕西省冲击动力学及工程应用重点实验室西安710072

飞行器是激光武器的主要打击目标,对常用航空材料激光辐照响应的研究具有重要价值.本文通过实验和有限元模拟的手段,研究了预应力加载下,1080nm连续激光烧蚀LY12-CZ铝合金的失效机理.实验结果表明,激光烧蚀沿光斑径向存在三种组织,分别... 详细信息

飞行器是激光武器的主要打击目标,对常用航空材料激光辐照响应的研究具有重要价值.本文通过实验和有限元模拟的手段,研究了预应力加载下,1080nm连续激光烧蚀LY12-CZ铝合金的失效机理.实验结果表明,激光烧蚀沿光斑径向存在三种组织,分别为近光斑的枝晶组织、中部的等轴晶组织及远离光斑的原始组织;其中,枝晶、等轴晶组织中存在严重的Cu元素偏析,且等轴晶组织还存在较高的内应力.有限元模拟的结果表明,温度场对所施加的预应力并不敏感;烧穿孔洞形成的一个原因是局部因热软化和高水平热应力造成的屈服;预应力不能显著改变激光的烧蚀特性.

关键词：激光烧蚀预应力微观组织有限元模拟

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亚严反馈系统镇定的全驱系统方法

航空学报 2024年第1期45卷 1-12页

作者：段广仁哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001 南方科技大学深圳市控制理论与智能系统重点实验室深圳518055

针对一类增益函数存在奇异值的严反馈系统,提出了一种亚严反馈系统(sub-SFS)镇定的全驱系统(FAS)方法。首先,给出了亚严反馈系统的定义,并定义了这一类系统的可行集和奇异集。然后,揭示了亚严反馈系统可以在一定条件下通过模型变换转化... 详细信息

针对一类增益函数存在奇异值的严反馈系统,提出了一种亚严反馈系统(sub-SFS)镇定的全驱系统(FAS)方法。首先,给出了亚严反馈系统的定义,并定义了这一类系统的可行集和奇异集。然后,揭示了亚严反馈系统可以在一定条件下通过模型变换转化为高阶的亚全驱系统,并利用全驱系统亚稳定性和亚镇定性的概念精确地描述了相应的吸引区。进一步,根据全驱系统的控制特性,可以极其容易地求得亚严反馈系统镇定的显式化控制律,得到线性定常的闭环控制系统。该方法不仅极大地降低了控制器设计的复杂性,解决了计算膨胀的问题,而且还可以利用可行性条件,有效地避免控制器奇异值问题。最后,进行了稳定性分析和案例仿真,其结果验证了本文所提控制方法的有效性。

关键词：亚严反馈系统全驱系统方法亚稳定亚镇定奇异值

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低成本激光制导的半实物仿真系统设计与实现

激光与红外 2024年第8期54卷 1208-1215页

作者：张红梅周杰鑫许谨孟光磊沈阳航空航天大学自动化学院辽宁沈阳110136 空战系统技术航空科技重点实验室辽宁沈阳110000 沈阳航空航天大学人工智能学院辽宁沈阳110136

提出了一种激光制导半实物仿真系统。系统由软件仿真子系统、硬件在环仿真子系统和视景仿真子系统构成。软件仿真子系统基于Simulink建立了制导飞行器的运动学、动力学模型和目标的运动模型,可以完成制导飞行器的内环姿态控制和外环制... 详细信息

提出了一种激光制导半实物仿真系统。系统由软件仿真子系统、硬件在环仿真子系统和视景仿真子系统构成。软件仿真子系统基于Simulink建立了制导飞行器的运动学、动力学模型和目标的运动模型,可以完成制导飞行器的内环姿态控制和外环制导的数字仿真。硬件在环仿真子系统由工控机分别控制激光制导单元和目标模拟单元,实现制导飞行器制导的激光导引。应用基于高斯光斑的拟合改进算法提高四象限探测器对目标位置的检测精度。Simulink通过UDP通讯与LabView进行数据交互。使用AC3D建立了制导飞行器与目标的三维物理模型,基于FlightGear实现了制导飞行器和目标的联合仿真,构建了视景仿真子系统。仿真实验表明,该系统不但能够完成制导飞行器的飞行姿态控制和制导律的研究,而且能实时实现三维视景显示。

关键词：制导系统仿真硬件在环 FlightGear LabView matlab

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前言

应用数学和力学 2024年第8期45卷 I0001-I0002页

作者：王鹏飞孟晗倪长也赵振宇中国航天科技创新研究院南京航空航天大学南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构中心南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京航空航天大学航空学院南京航空航天大学结构强度所

近年来,国际局势动荡不安,世界百年未有之大变局加速演进,为应对时代大变局,以适应不断变化的战争环境和新型威胁,我国“十四五”规划中明确提出“加速武器装备升级换代”,并在《国防科技发展报告》中提出高端国防装备的轻量化需求.

关键词：国防装备大变局武器装备国际局势升级换代轻量化国防科技发展

基于固定时间收敛误差动力学的微分几何制导律设计

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航空学报 2024年第16期45卷 181-194页

作者：白显宗黎克波李昊键董伟军事科学院国防科技创新研究院北京100010 国防科技大学空天科学学院长沙410073 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室长沙410073 北京理工大学自主智能无人系统全国重点实验室北京100081

提出了一种具有固定时间收敛特性的微分几何制导律设计方法。首先,提出一种新的固定时间收敛误差动力学方法的控制参数选择机制,将控制参数从4个缩减为3个,并给出更为准确的误差收敛时间上界。其次,针对固定目标打击制导问题,基于古典... 详细信息

提出了一种具有固定时间收敛特性的微分几何制导律设计方法。首先,提出一种新的固定时间收敛误差动力学方法的控制参数选择机制,将控制参数从4个缩减为3个,并给出更为准确的误差收敛时间上界。其次,针对固定目标打击制导问题,基于古典微分几何曲线原理,将固定时间收敛误差动力学方法拓展至弧长域,提出固定路程收敛微分几何制导律设计方法。然后,分别针对碰撞角控制制导和飞行路程控制制导问题,设计了相应的固定路程收敛微分几何制导律。最后,通过数值仿真,对所提方法的有效性进行了验证。

关键词：误差动力学古典微分几何曲线原理固定时间收敛固定路程收敛微分几何制导律

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飞行器百千瓦级相变储热换热器性能仿真研究

飞机设计 2024年第2期 53-58页

作者：孙志传刘明乔思佳高赞军孟繁鑫航空工业金城南京机电液压工程研究中心航空机电系统综合航空科技重点实验室空军装备部驻南京地区第三军事代表室

机载激光武器每次工作时会产生几百千瓦的废热，国外研究机构普遍采用相变储热换热器，对其进行短时存储、长时排散。基于此，针对国际先进相变储热换热器技术进行探索性研究，提出一种三通道板翅式相变储热换热器构型，通过数值模拟的... 详细信息

机载激光武器每次工作时会产生几百千瓦的废热，国外研究机构普遍采用相变储热换热器，对其进行短时存储、长时排散。基于此，针对国际先进相变储热换热器技术进行探索性研究，提出一种三通道板翅式相变储热换热器构型，通过数值模拟的方式，定量分析了换热器主要结构参数对工作性能的影响。结果表明，热流体出口温度随相变材料通道翅片高度的增加而下降，且随流体通道翅片高度和翅片节距的增加而上升。此外，换热器内部区域存在低效储热区、高效储热区和控温缓冲区3个部分，需要通过设置多流程的方式，以确保蓄热期间内热流体出口温度始终满足设计要求。

关键词：激光武器热管理相变储热换热器仿真分析

基于障碍函数内点法的防御武器配系部署建模与智能优化

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工程科学学报 2024年第1期46卷 157-165页

作者：宋晓程李陟陈鹏飞张坤邹尧贺威北京电子工程总体研究所北京100854 中国航天科工防御技术研究院北京100854 北京航空航天大学宇航学院北京100191 北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学智能仿生无人系统感知与控制教育部重点实验室北京100083

针对防空任务中我方多平台、多武器、多区域部署带来的防御武器配系难以建模和实时优化难的问题,在考虑敌我双方攻防武器对抗博弈的条件下,提出了一种基于障碍函数内点法的我方防御武器部署优化模型,并综合武器防御效能、防御成本、保... 详细信息

针对防空任务中我方多平台、多武器、多区域部署带来的防御武器配系难以建模和实时优化难的问题,在考虑敌我双方攻防武器对抗博弈的条件下,提出了一种基于障碍函数内点法的我方防御武器部署优化模型,并综合武器防御效能、防御成本、保卫目标的资产价值等指标对模型进行智能优化解算与分析.首先,建立我方部阵地、防御武器与保卫目标的参数化模型,并建立我方武器对于敌方武器拦截的概率函数与约束条件;然后,将防御武器优化部署问题转化为性能指标函数为凸函数的无约束优化问题;最后,引入障碍函数内点法对其进行快速求解,给出了防御阵地武器部署的最优配置方案.所提方法充分考虑了来袭目标的不同类型、异构特性以及大气层内外防御的多元化火力运用方式;能够在具有混合整数非线性、约束强耦合、变量规模大等特征的防御武器配系场景下快速给出最优配置结果.并且,通过数值仿真验证了在对抗博弈条件下所提部署建模与智能优化方法的有效性与优越性.

关键词：障碍函数内点法凸优化防空任务防御武器配系部署建模

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