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有翼飞行器有限时间时变编队跟踪控制方法研究

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战术导弹技术 2024年第3期 123-135页

作者：徐星光郭鸿飞张科南任章北京机电工程研究所北京100074 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

有翼飞行器执行编队协同突防任务时,领导者飞行器需要通过变轨机动飞行提高突防概率,要求飞行器编队能够快速调整,提升编队保持的整体效果。针对有翼飞行器编队协同突防作战中编队保持的任务目标,研究了多枚有翼飞行器有限时间时变编队... 详细信息

有翼飞行器执行编队协同突防任务时,领导者飞行器需要通过变轨机动飞行提高突防概率,要求飞行器编队能够快速调整,提升编队保持的整体效果。针对有翼飞行器编队协同突防作战中编队保持的任务目标,研究了多枚有翼飞行器有限时间时变编队跟踪控制问题。在领导者飞行器具有未知输入条件下,利用积分滑模控制方法、自适应控制方法,基于邻居飞行器相互间的局部信息设计了有限时间时变编队跟踪控制器。基于有限时间控制性理论,证明了时变编队跟踪误差在有限时间内的收敛性。采用数值仿真对比的方法,验证了有限时间时变编队跟踪控制方法在有翼飞行器编队协同突防中的可行性与有效性。

关键词：有翼飞行器有限时间编队跟踪控制未知输入积分滑模编队保持协同突防

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中频真空电弧边缘击穿现象及仿真研究

电工技术学报 2024年第9期39卷 2887-2895页

作者：蒋原马速良武建文李擎朱立颖工业过程知识自动化教育部重点实验室(北京科技大学自动化学院) 北京100083 北方工业大学储能技术工程研究中心北京100144 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 北京空间飞行器总体设计部北京100194

为深入掌握航空变频(360~800 Hz)电力系统中真空电器电弧特性,该文围绕中频灭弧室弧后发生的边缘击穿现象,以双温磁流体动力学仿真结合实验的研究方法,得到了以下结论:中频真空电弧离子数密度的最大值为2.6×10^(19)m^(-3),离子温度的... 详细信息

为深入掌握航空变频(360~800 Hz)电力系统中真空电器电弧特性,该文围绕中频灭弧室弧后发生的边缘击穿现象,以双温磁流体动力学仿真结合实验的研究方法,得到了以下结论:中频真空电弧离子数密度的最大值为2.6×10^(19)m^(-3),离子温度的范围为0.30~0.91eV,电子温度的范围为1.50~2.43 eV;电子与离子之间存在能量交换,电子温度的变化会引起离子温度的变化;最高离子温度出现在阳极触头边缘处,与实验发现的边缘击穿位置重合,证明了此处确实存在能量集中;中频真空电弧是超声速流体,速度在边界处减慢,根据动能热能互换原理,中频真空电弧的质量流运动规律是边缘击穿的本质原因。

关键词：航空变频电源中频真空电弧弧后击穿边缘击穿双温磁流体动力学模型

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多视觉传感器协同弱小目标检测

指挥与控制学报 2024年第1期10卷 9-18页

作者：王田程嘉翔刘克新王薇吕金虎北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学复杂关键软件环境全国重点实验室北京100191 中关村实验室北京100191

多视觉传感器协同对空实现全区域覆盖的弱小目标检测,在近距离防空领域中具有重要意义。现有的全区域覆盖方法存在覆盖率低、随机性差等问题,弱小目标检测算法存在模型大、定位及分类准确性低等问题。提出了一种高效的对空全区域覆盖算... 详细信息

多视觉传感器协同对空实现全区域覆盖的弱小目标检测,在近距离防空领域中具有重要意义。现有的全区域覆盖方法存在覆盖率低、随机性差等问题,弱小目标检测算法存在模型大、定位及分类准确性低等问题。提出了一种高效的对空全区域覆盖算法和轻量级弱小目标检测算法,通过结合最大面积优先法和最小曼哈顿离法改善存在覆盖死角和随机性差等问题。提出密集通道扩展网络(dense and channel expand network,DCENet)模型,基于轻量级稠密拼接和自适应尺寸通道扩展方法,在弱小目标数据集上获得了比原算法更有竞争力的平均精度结果。

关键词：协同目标检测全区域覆盖弱小目标检测轻量级稠密拼接

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磁流变纤维骨架阻尼增强型阻尼器研究

液压与气动 2024年第6期48卷 15-23页

作者：于涛王英健王猛石岩高培鑫席军烟台大学机电汽车工程学院山东烟台264005 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

为了增强磁流变脂的剪切性能,提高阻尼器的阻尼力输出,研究棉纤维对磁流变脂剪切增强效果。制备了不同棉纤维质量分数的磁流变脂试样,在流变仪上对其进行测试。结果表明,复合纤维磁流变脂的最大剪切应力随着纤维质量分数的增加而增加。... 详细信息

为了增强磁流变脂的剪切性能,提高阻尼器的阻尼力输出,研究棉纤维对磁流变脂剪切增强效果。制备了不同棉纤维质量分数的磁流变脂试样,在流变仪上对其进行测试。结果表明,复合纤维磁流变脂的最大剪切应力随着纤维质量分数的增加而增加。基于复合材料设计制造了一款剪切式磁流变阻尼器,该阻尼器具有磁流变材料用量少、密封要求低等优点。磁流变阻尼器的阻尼特性实验表明,在1.6 A电流下,棉纤维质量分数为1.5%的磁流变脂的最大阻尼力可达99.5 N,与无棉纤维添加的磁流变脂相比,提升了23.8%,这表明使用复合纤维磁流变脂的阻尼器具有更好地阻尼力输出。

关键词：磁流变阻尼器复合纤维磁流变脂棉纤维剪切增强阻尼特性

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数字孪生车间制造运营管理平台

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 1-13页

作者：张永平左颖刘博胡天亮刘庭煜刘晓军吕海洋朱毅明施一明吴恒何宏宏孙翰林张奕帆胡鹏飞邹孝付李瑞琪王子同陶飞北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 山东大学机械工程学院山东济南250002 东南大学机械工程学院江苏南京210096 国机智能技术研究院有限公司北京100083 和利时科技集团有限公司北京100176 浙江大学控制科学与工程学院杭州310027 中国科学院软件研究所北京100190 中国电子技术标准化研究院物联网研究中心北京100010 北京航空航天大学中法工程师学院北京100191 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 北京航空航天大学国际交叉科学研究院数字孪生国际研究中心北京100191

数字孪生使能的制造信息物理融合是数字经济时代制造业发展的主流方向,数字孪生车间作为制造基础单元,能够基于可信数据和模型的融合决策实现面向多场景适配的制造运营管理能力提升。针对制造运营管理精益化、柔性化、智能化发展需求,... 详细信息

数字孪生使能的制造信息物理融合是数字经济时代制造业发展的主流方向,数字孪生车间作为制造基础单元,能够基于可信数据和模型的融合决策实现面向多场景适配的制造运营管理能力提升。针对制造运营管理精益化、柔性化、智能化发展需求,以及制造运营管理能力与物理需求难适配、制造运营管理模式与物理状态难适用、制造运营管理策略与物理场景难适应的问题,提出了数字孪生车间制造运营管理平台,阐述了其系统组成、特点和关键技术。在此基础上,随着制造运营管理向着包含物理资源和虚拟资源的跨组织、跨企业智能化协同运营延伸,提出了跨组织/跨企业的“组织管理规范洞察决策改善”协同运营管理策略,为支撑车间内、企业内、跨企业等制造运营管理理论研究和应用落地提供系列理论和方法参考。

关键词：数字孪生车间制造运营管理数模融合协同运营

复合材料伺服液压缸精准摩擦特性测试方法研究

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机械工程学报 2024年第16期60卷 338-347页

作者：姜琳琳于天李瑶焦宗夏尚耀星北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国家级重点实验室北京100191 北京航空航天大学宁波创新研究院宁波315800 北京航空航天大学先进航空机载系统工业和信息化部重点实验室北京100191

复合材料伺服液压缸是液压缸轻量化的创新解决方案,能否利用其替代传统液压缸,摩擦特性是核心因素之一,它对电液伺服系统的控制精度和动态性能产生影响。传统液压缸摩擦测试一般采用粗放的启动压力测量法,针对新研制的复合材料液压缸,... 详细信息

复合材料伺服液压缸是液压缸轻量化的创新解决方案,能否利用其替代传统液压缸,摩擦特性是核心因素之一,它对电液伺服系统的控制精度和动态性能产生影响。传统液压缸摩擦测试一般采用粗放的启动压力测量法,针对新研制的复合材料液压缸,提出一种宽速高效的精准摩擦测试方法。该方法采用对顶拖动原理,向位置拖动缸施加控制指令,使位置拖动缸拖动被测缸进行变速运动,获得被测缸在宽速范围内的摩擦力、速度实测值,然后拟合摩擦力-速度曲线,辨识获得被测液压缸的摩擦特征参数。提出高频段摩擦力-速度特征点标记方法与变步长宽速拖动方法,提升摩擦特性测试精度。搭建碳纤维液压缸摩擦试验台,验证该测试方法的有效性,测试结果指导碳纤维液压缸筒的刚度匹配设计。

关键词：液压传动伺服液压缸摩擦特性复合材料摩擦测试

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车控操作系统实时性/安全性保障技术

北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2051-2065页

作者：杨世春崔海港周思达周新岸范春鹏曹耀光北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 北京新能源汽车股份有限公司北京100176 北京航空航天大学前沿技术研究院北京100191

电子控制技术为智能网联汽车的高速发展持续赋能,车控操作系统是保障汽车电子控制软件安全、高效、实时运行的基石。随着智能网联汽车向集中式、端云融合式电子电气架构发展,车载硬件演化为多核异构处理器、弹性计算平台,车控软件向面... 详细信息

电子控制技术为智能网联汽车的高速发展持续赋能,车控操作系统是保障汽车电子控制软件安全、高效、实时运行的基石。随着智能网联汽车向集中式、端云融合式电子电气架构发展,车载硬件演化为多核异构处理器、弹性计算平台,车控软件向面向服务的软件架构转变,车控操作系统的架构、关键技术等也随之发展。综述了智能网联汽车用车控操作系统的发展历程与现状,对任务调度、实时性/安全性保障、形式化表征与验等基础理论和关键技术进行深入分析,阐述现有车控操作系统的技术挑战与发展趋势,为智能网联汽车的车控操作系统发展提供参考。

关键词：智能网联汽车车控操作系统任务调度代码隔离最坏执行时间分析

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航空高压直流供电系统双向瞬态干扰抑制方法

航空学报 2024年

作者：张博一郭宏徐金全薛龙献马中兵陈俊祥北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所

针对雷达/定向能武器瞬时大功率瞬态用电需求和四象限电力作动器双向电能流动带来的机载供电稳定性难题，本文提出了一种基于高压储能和双向能量变换的航空高压直流电网大功率双向瞬态干扰抑制方法，有效地抑制了由于传统机载发电机系... 详细信息

针对雷达/定向能武器瞬时大功率瞬态用电需求和四象限电力作动器双向电能流动带来的机载供电稳定性难题，本文提出了一种基于高压储能和双向能量变换的航空高压直流电网大功率双向瞬态干扰抑制方法，有效地抑制了由于传统机载发电机系统响应慢带来的电网电压波动。首先，提出了一种基于高压蓄电池和双向功率变换的双向能量控制拓扑，利用高压蓄电池的瞬时充放电削峰填谷，实现瞬时双向电能的变换与控制；其次，提出了一种基于电网电压-负载电流和蓄电池荷电状态的综合能量管理策略，实现系统负载扰动的快速检测和供电模式的快速配置；再次，提出了一种基于微分跟踪器和负载电流前馈的稳压控制方案，改善双向功率变换器的稳压性能。实验结果表明，所提出的基于高压储能和双向能量变换方法能够有效抑制大功率双向瞬态电能冲击带来的电网电压波动，提升机载高压直流电源系统的鲁棒性和供电品质。

关键词：高压直流供电系统双向瞬态干扰蓄电池控制 Buck-boost双向DC-DC变换器能量管理稳压控制

数字试验测试验证:理论、关键技术及应用探索

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机械工程学报 2024年第15期60卷 227-254页

作者：陶飞高鹏飞张辰源易航邹孝付王琰隆张建康张贺刘蔚然王凯旋杨春霞北京航空航天大学国际交叉科学研究院数字孪生国际研究中心北京100191 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航天万源科技有限公司北京100076 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191 中国运载火箭技术研究院北京100076 中国商飞民用飞机试飞中心上海201323

试验测试验证(ETV)是了解产品级、系统级、复杂巨系统级物理对象的基本属性和性能特征的一般性方法,ETV结果能为物理对象的论证规划、研发设计、生产制造、运维服役等全生命周期各阶段的相关决策提供重要参考,对于物理对象的迭代优化和... 详细信息

试验测试验证(ETV)是了解产品级、系统级、复杂巨系统级物理对象的基本属性和性能特征的一般性方法,ETV结果能为物理对象的论证规划、研发设计、生产制造、运维服役等全生命周期各阶段的相关决策提供重要参考,对于物理对象的迭代优化和性能管控具有重要意义。结合不同阶段产品和系统的典型特征与ETV需求,从实施手段、可实现种类和发展增速等角度,总结分析给出了ETV的五个发展阶段,包括物理ETV、物理数字ETV、数字物理ETV、数实融合ETV、数字ETV(D-ETV)。从“结果准、速度快、内容全、成本低、风险小”五大核心需求出发,分析了D-ETV未来发展面临的挑战。探讨了数字ETV的概念内涵,提出了D-ETV“指南针”体系架构、成熟度模型、通用流程“D”模型、技术体系和应用系统架构,并阐述了D-ETV的理想能力。基于所提D-ETV理论体系,面向重大装备和复杂系统试验测试验证需求,对数字试飞、数字风洞试验、发动机数字测试、数字战场决策验证、高档数控机床数字验证、卫星制造数字验证、数字空间站性能测试、可回收火箭数字验证、核电站安全数字测试、水下装备性能数字验证十个领域应用进行探索。期望相关工作对发展D-ETV理论与技术,更好地满足物理对象和系统在全生命周期各阶段的ETV需求提供启发和参考。

关键词：数字化试验测试验证数字工程数字物理融合