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基于改进鲸鱼优化算法的超声电机自抗扰控制

系统工程与电子技术 2025年

作者：冯建鑫李昊阳巩建雄龚柏春南京航空航天大学航天学院

针对超声电机强非线性和时变性，提出一种基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制方法。首先，将改进线性自抗扰控制与史密斯预估器结合，设计了三阶自抗扰控制器。然后，采用鲸鱼优化算法对控制器参数进行优化，并对传统鲸鱼算法进行改进。... 详细信息

针对超声电机强非线性和时变性，提出一种基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制方法。首先，将改进线性自抗扰控制与史密斯预估器结合，设计了三阶自抗扰控制器。然后，采用鲸鱼优化算法对控制器参数进行优化，并对传统鲸鱼算法进行改进。将tent混沌映射应用于种群初始化并引入K-means++聚类算法实现种群分类，对不同类别种群采用相应收敛因子，同时设计非线性惯性权重，进一步提高算法的优化效果。最后在考虑摩擦的情况下用粒子群算法、蜻蜓算法、改进前后的鲸鱼优化算法分别优化所设计的控制器，通过仿真验证本文设计的有效性。

关键词：超声电机自抗扰控制鲸鱼优化算法参数优化

空地异构无人系统固定时间事件触发编队包含控制

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系统工程与电子技术 2025年

作者：乔毅涛李爽南京航空航天大学航天学院

针对以多无人机（UAVs）和多无人车（UGVs）组成的空地异构无人系统协同运动控制问题，基于事件触发通信策略，提出了一种扰动条件下快速收敛的固定时间时变编队包含控制算法。首先，依据空地协同任务类型，将系统期望轨迹、多无人机和... 详细信息

针对以多无人机（UAVs）和多无人车（UGVs）组成的空地异构无人系统协同运动控制问题，基于事件触发通信策略，提出了一种扰动条件下快速收敛的固定时间时变编队包含控制算法。首先，依据空地协同任务类型，将系统期望轨迹、多无人机和多无人车分别定义为三维追踪-领航者、三维编队-领导者以及二维跟随者。然后，基于系统各对象变量维度将其进行集群分组，根据分组集群变量维度在状态空间为整个空地系统构建了兼容自由度差异特性的数学模型。接着，在空中层为三维编队-领导者设计分布式固定时间事件触发观测器来观测三维追踪-领航者的信息并基于观测信息为其设计固定时间编队控制器；同样接下来在地面层为二维跟随者设计分布式固定时间事件触发凸包观测器来估计多个三维编队-领导者张成的凸包并为其设计固定时间编队包含控制器。最后，通过空地联合仿真验证了设计算法的有效性。

关键词：无人机-无人车系统时变编队包含控制事件触发通信分布式协同观测固定时间稳定收敛

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基于微分博弈的导弹避撞协同制导律设计

系统工程与电子技术 2025年

作者：杨知沐张绍杰张朝原王浩宇赵卯卯南京航空航天大学自动化学院

针对导弹多对一追逃系统存在控制受限、目标可识别来袭进行躲避、集群计算量大和弹间易发生碰撞的问题，开展基于微分博弈的集散式避撞协同制导律研究。首先，将集群中的智能体分为领弹和从弹，针对领弹和目标，构建双方博弈对抗性能指... 详细信息

针对导弹多对一追逃系统存在控制受限、目标可识别来袭进行躲避、集群计算量大和弹间易发生碰撞的问题，开展基于微分博弈的集散式避撞协同制导律研究。首先，将集群中的智能体分为领弹和从弹，针对领弹和目标，构建双方博弈对抗性能指标函数，结合自适应动态规划(adaptive dynamics programming， ADP)技术，对追逃双方最优控制策略进行在线求解，并利用Lyapunov法证明稳定性；然后，基于多智能体一致性理论和代数图论，以弹目相对距离为协调变量，结合滑模控制法，实现从弹间的分布式协同。最后，针对协调弹目相对距离时产生的碰撞问题，利用人工势场法，实现整个集群系统智能体间的避撞。仿真结果验证了当目标采取最优机动时，本文所提制导律的有效性。

关键词：多对一追逃微分博弈分布式协同滑模控制人工势场法

基于迭代双模型卡尔曼滤波的惯性传感器故障诊断方法

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系统工程与电子技术 2025年

作者：张晨远刘海颖南京航空航天大学航天学院南京应用数学中心

针对惯性传感器故障导致的导航信息不准确甚至失效的问题，本文提出了一种基于改进卡尔曼滤波的故障诊断方法。该方法通过引入迭代双模型机制，提高扩展卡尔曼滤波算法在处理非线性系统时的性能。同时采用了新型运动学模型，降低方法对... 详细信息

针对惯性传感器故障导致的导航信息不准确甚至失效的问题，本文提出了一种基于改进卡尔曼滤波的故障诊断方法。该方法通过引入迭代双模型机制，提高扩展卡尔曼滤波算法在处理非线性系统时的性能。同时采用了新型运动学模型，降低方法对湍流的敏感性，提升了算法精度。通过对仿真实验数据的评估验证并与传统方法进行对比分析，结果表明本文所提出的新方法在准确性和鲁棒性上具有显著优势，能够有效实现对惯性传感器突变以及渐变故障的诊断。

关键词：惯性导航系统传感器故障诊断扩展卡尔曼滤波器故障检测与诊断

动态车辆网络场景中的协同空地计算卸载和资源优化

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电子与信息学报 2025年

作者：王俊华罗菲高广鑫李斌南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京航空航天大学经济与管理学院南京信息工程大学计算机学院

针对移动用户数量迅猛增长和地面基础设施分布稀疏所带来的挑战，该文提出一种能量收集辅助的空地协同计算卸载架构。该架构充分利用无人机(UAVs)的灵活机动性和路侧单元(RSUs)及基站(BS)的强大算力，实现了任务计算的动态实时分发。特... 详细信息

针对移动用户数量迅猛增长和地面基础设施分布稀疏所带来的挑战，该文提出一种能量收集辅助的空地协同计算卸载架构。该架构充分利用无人机(UAVs)的灵活机动性和路侧单元(RSUs)及基站(BS)的强大算力，实现了任务计算的动态实时分发。特别地，无人机通过能量收集来维持其持续运行和稳定的计算性能。考虑到无人机与地面车辆的高动态性、车辆计算任务的随机性，以及信道模型的时变性，提出一个能耗受限的长期优化问题，旨在从全局角度有效降低整个系统的平均时延。为了解决这一复杂的混合整数规划(MIP)问题，提出一种基于改进演员-评论家(Actor-Critic)强化学习算法的计算卸载策略(IACA)。该算法运用李雅普诺夫优化技术，将长期系统时延优化问题分解为一系列易于处理的帧级子问题。然后，利用遗传算法计算目标Q值替代目标神经网络输出以调整强化学习进化方向，有效避免了算法陷入局部最优，从而实现动态车辆网络中的高效卸载和资源优化。通过综合仿真验证了所提计算卸载架构和算法的可行性和优越性。

关键词：空地一体化车联网能量收集计算卸载强化学习遗传算法

基于变密度法的SLM增材制造无人机承载接头结构拓扑优化设计

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工程科学学报 2025年第1期47卷 56-65页

作者：原帅超王建峰段宇航郝璐静占小红南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106

针对某大型无人机机身轻量化需求,以选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)制造的承载接头结构为研究对象建立有限元模型,基于ANSYS Workbench计算接头结构在不同极限工况下的强度、刚度性能,并根据材料最大许用应力准则进行校核... 详细信息

针对某大型无人机机身轻量化需求,以选区激光熔化(Selective laser melting, SLM)制造的承载接头结构为研究对象建立有限元模型,基于ANSYS Workbench计算接头结构在不同极限工况下的强度、刚度性能,并根据材料最大许用应力准则进行校核.采用拓扑优化变密度法,以应力最小化为目标、保留质量40%为响应约束,对接头结构进行拓扑优化,根据优化结果设计两种重构方案并进行静力学验证.结果表明,两种模型重构方案分别减重了13.8%和13.3%,在轻量化程度相近的情况下,方案Ⅱ明显具有更小的应力分布以及变形程度,即最优重构方案成功实现轻量化设计,与原结构件相比质量减轻13.3%,且相较于其他方案承载能力最强,满足静态结构设计要求.为大型无人机承载接头结构实现低成本、轻量化的结构设计探索了新的途径.

关键词：拓扑优化静力学分析增材制造轻量化设计结构设计

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基于振动和磁力式重力场的多点力触觉再现系统

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东南大学学报(自然科学版) 2025年

作者：陆熊雷雄文章传龙吴云龙宋爱国南京航空航天大学自动化学院东南大学仪器科学与工程学院

力触觉再现技术能够有效提高人机交互的质量，拓宽人机交互的应用领域。针对现有力触觉再现往往仅提供单一力觉或触觉再现的局限性，以及面向人手灵巧操作的交互需求，本文提出了一种基于振动触觉和磁力式重力场的多点力触觉再现系统。... 详细信息

力触觉再现技术能够有效提高人机交互的质量，拓宽人机交互的应用领域。针对现有力触觉再现往往仅提供单一力觉或触觉再现的局限性，以及面向人手灵巧操作的交互需求，本文提出了一种基于振动触觉和磁力式重力场的多点力触觉再现系统。该系统由基于振子的触觉再现模块、电磁铁阵列重力场再现模块、人手位置检测模块、穿戴于操作者大拇指、食指、中指的3个指尖振动和重力感知模块组成。基于Ansys有限元分析和实验验证，确定了以3×3的电磁铁阵列为基本单元的反向电流激励模式，进一步提出三维位置自适应的重力场激励算法，实现了7cm×7cm×20cm范围内的振动触觉反馈和重力场感知。开展了6人参与的多模式物品抓取和放置实验。相对无力触觉反馈模式，提供振动和重力场力触觉反馈时的平均任务用时减少了44%，验证了本文设计的多点力触觉再现系统的有效性。

关键词：多点力触觉再现振动触觉磁力式重力场物品抓取和放置有限元仿真

改进U2-Net的激光条纹中心线高精度提取

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光电子·激光 2025年第1期36卷 61-68页

作者：陈新禹孙晓雨孙延鹏沈阳航空航天大学人工智能学院沈阳航空航天大学电子信息工程学院

针对复杂环境下激光条纹中心线提取算法稳定性差、精度低等问题，提出一种基于改进U2-Net的中心线提取新方法。首先，在U2-Net网络中加入TSA（transformer-self-attention）、TCA（transformer-cross-attention）模块以提高模型的特征... 详细信息

针对复杂环境下激光条纹中心线提取算法稳定性差、精度低等问题，提出一种基于改进U2-Net的中心线提取新方法。首先，在U2-Net网络中加入TSA（transformer-self-attention）、TCA（transformer-cross-attention）模块以提高模型的特征提取能力，实现精准像素级分割，有效去除图像中的噪声、毛刺，为后续中心线提取提供高质量的图像源；其次，根据使用场景特点，对传统Steger方法进行改进，完成激光条纹中心线高精度提取；最后，采用信度评价机制对光条中心点进行精度分析。实验结果表明，本文提出的改进U2-Net相较其他主流语义分割网络具有更高的提取精度、更好的抗噪声性能，在此基础上提取的像素中心点的信度值更高，达到传统Steger算法的1.9倍，满足高精度工业测量的需求。

关键词：线结构光语义分割光条中心提取信度评价

数字平台赋能乡村治理的底层逻辑及多重限度——基于DIKW模型的解释框架

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电子政务 2025年第1期 65-77页

作者：武小龙张亚楠南京航空航天大学人文与社会科学学院

数字平台赋能乡村治理是新时代乡村全面振兴的重要议题，现有关于该议题的研究过于笼统且缺乏有效的理论解释，导致数字平台赋能乡村治理的深层机理尚未得到有效厘清。因此，以DIKW模型为分析基础，立足乡村数字治理实践，从“数据-信息... 详细信息

数字平台赋能乡村治理是新时代乡村全面振兴的重要议题，现有关于该议题的研究过于笼统且缺乏有效的理论解释，导致数字平台赋能乡村治理的深层机理尚未得到有效厘清。因此，以DIKW模型为分析基础，立足乡村数字治理实践，从“数据-信息-知识-智慧”四大维度构建数字平台赋能乡村治理的理论框架，深入揭示了乡村数字治理如何从浅层的“平台数据”转向深层的“智慧升级”，为乡村数字治理提供了新的理论视角。研究发现，作为一个典型的技术工具，乡村数字平台本质上是对乡村事实进行数据整合并实现智慧升级的递进过程，这一底层逻辑主要表现为通过“数据层”的治理场域数字在场、“信息层”的治理结构聚类整合、“知识层”的治理方式精准施策、“智慧层”的治理思维智慧转型，从而深度赋能乡村数字治理。然而，在数字乡村治理的实践探索过程中也依然存在治理场域条块分割、数字平台资源分散、治理行动规则冲突和智慧治理理念滞后等一些不可避免的实践限度。对此，可进一步通过打破数据壁垒、突破信息茧房、加快知识转化、培育数据思维等路径，真正推动乡村数字治理目标的实现。

关键词：数字平台数字赋能乡村数字治理 DIKW模型