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高超声速逆压梯度效应对壁面动载荷的影响

空天技术 2024年第3期2024卷 1-10页

作者：陈新元王丹赵小见杨党国周国成北京理工大学宇航学院国家国防科技工业局经济技术发展中心中国空气动力研究与发展中心空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室中国航空工业空气/动力研究院低雷诺数航空科技重点实验室

高超声速激波边界层干扰是高超声速飞行器壁面强动载的主要诱因，逆压梯度的存在进一步加剧了壁面动载荷环境的复杂程度。以平板加钝舵模型为研究对象，采用风洞脉动压力试验方法为技术手段，通过设计不同角度的钝面角度模拟不同强度的... 详细信息

高超声速激波边界层干扰是高超声速飞行器壁面强动载的主要诱因，逆压梯度的存在进一步加剧了壁面动载荷环境的复杂程度。以平板加钝舵模型为研究对象，采用风洞脉动压力试验方法为技术手段，通过设计不同角度的钝面角度模拟不同强度的逆压梯度，研究高超声速逆压梯度对脉动压力的时频和空间相关特性的影响。结果表明，逆压梯度的存在使得靠近钝翼附近的湍流边界层分离出现得更早，随着舵角的抬升，钝翼底部声压级增大，脉动压力由高频向低频迁移；无逆压梯度条件下的壁面脉动压力空间相关性辨识结果差异最明显，压力梯度引起的空间波数辨识结果变化较小。揭示了逆压梯度效应对高超声速动载荷环境的影响机制和规律，为新一代高超声速飞行器降载减振设计提供了一定的支撑。

关键词：高超声速风洞试验脉动压力逆压梯度时空相关性

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基于深度强化学习的履带机器人摆臂控制方法

系统仿真学报 2024年第2期36卷 405-414页

作者：潘海南陈柏良黄开宏任君凯程创卢惠民张辉国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

摆臂式履带机器人具有一定的地形适应能力,实现摆臂的自主控制对提升机器人在复杂环境中的智能化作业水平具有重要意义。结合专家越障知识和技术指标对机器人的摆臂控制问题进行马尔可夫决策过程(Markov decision process,MDP)建模,基... 详细信息

摆臂式履带机器人具有一定的地形适应能力,实现摆臂的自主控制对提升机器人在复杂环境中的智能化作业水平具有重要意义。结合专家越障知识和技术指标对机器人的摆臂控制问题进行马尔可夫决策过程(Markov decision process,MDP)建模,基于物理仿真引擎Pymunk搭建了越障训练的仿真环境;提出一种基于D3QN(dueling double DQN)网络模型的深度强化学习摆臂控制算法,以地形信息与机器人状态为输入,以机器人前后四摆臂转角为输出,能够实现挑战性地形下履带机器人摆臂的自学习控制。在Gazebo三维仿真环境中将算法学得的控制策略与人工操纵进行了对比实验,结果表明:所提算法相对人工操纵具有更加高效的复杂地形通行能力。

关键词：履带机器人摆臂自主控制自主越障深度强化学习机器人操作

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基于可达区预测的高速机动目标多弹拦截决策

现代防御技术 2024年第2期52卷 53-62页

作者：李昊键黎克波梁彦刚国防科技大学空天科学学院湖南长沙410072 空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室湖南长沙410072

针对大气层内高速机动目标的多弹拦截问题,提出了一种基于可达区预测的多弹拦截决策方法。基于机动能力分析与曲线拟合方法建立了拦截弹可达区的解析模型,可实现在给定发射点与预测命中点后拦截弹可达区边界生成;结合进攻弹的可达区快... 详细信息

针对大气层内高速机动目标的多弹拦截问题,提出了一种基于可达区预测的多弹拦截决策方法。基于机动能力分析与曲线拟合方法建立了拦截弹可达区的解析模型,可实现在给定发射点与预测命中点后拦截弹可达区边界生成;结合进攻弹的可达区快速预测方法,将高速机动目标的多弹拦截决策转化为攻防可达区覆盖优化问题,设计寻优算法并求解得到使用最少拦截弹覆盖最大范围进攻弹可达区的多弹拦截策略;通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：高速机动目标可达区预测多弹拦截决策可达区覆盖寻优算法

面向参数化动作空间的多智能体中心化策略梯度分解及其应用

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软件学报 2024年

作者：田树聪谢愈张远龙周正春高阳西南交通大学信息科学与技术学院国防科技大学智能科学学院计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学)

近年来,多智能体强化学习方法凭借AlphaStar、AlphaDogFight、AlphaMosaic等成功案例展示出卓越的决策能力以及广泛的应用前景.在真实环境的多智能体决策系统中,其任务的决策空间往往是同时具有离散型动作变量和连续型动作变量的参数化... 详细信息

近年来,多智能体强化学习方法凭借AlphaStar、AlphaDogFight、AlphaMosaic等成功案例展示出卓越的决策能力以及广泛的应用前景.在真实环境的多智能体决策系统中,其任务的决策空间往往是同时具有离散型动作变量和连续型动作变量的参数化动作空间.这类动作空间的复杂性结构使得传统单一针对离散型或连续型的多智能体强化学习算法不在适用,因此研究能用于参数化动作空间的多智能体强化学习算法具有重要的现实意义.提出一种面向参数化动作空间的多智能体中心化策略梯度分解算法,利用中心化策略梯度分解算法保证多智能体的有效协同,结合参数化深度确定性策略梯度算法中双头策略输出实现对参数化动作空间的有效耦合.通过在Hybrid Predator-Prey场景中不同参数设置下的实验结果表明该算法在经典的多智能体参数化动作空间协作任务上具有良好的性能.此外,在多巡航导弹协同突防场景中进行算法效能验证,实验结果表明该算法在多巡航导弹突防这类具有高动态、行为复杂化的协同任务中有效性和可行性.

关键词：参数化动作空间多智能体强化学习中心化策略梯度分解多巡航导弹突防

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基于大语言模型的复杂任务自主规划处理框架

自动化学报 2024年第4期50卷 862-872页

作者：秦龙武万森刘丹胡越尹全军阳东升王飞跃国防科技大学系统工程学院长沙410073 暨南大学公共/应急管理学院广州510632 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 青岛智能产业技术研究院青岛266000

随着深度学习和自然语言处理技术的进步,大语言模型(Large language models, LLMs)展现出巨大潜力.尽管如此,它们在处理复杂任务时仍存在局限性,特别是在任务需要结合规划及外部工具调用的场合.面向这一挑战,提出国内首个以军事游戏为... 详细信息

随着深度学习和自然语言处理技术的进步,大语言模型(Large language models, LLMs)展现出巨大潜力.尽管如此,它们在处理复杂任务时仍存在局限性,特别是在任务需要结合规划及外部工具调用的场合.面向这一挑战,提出国内首个以军事游戏为背景的中文的复杂任务规划与执行数据集(Complex task planning and execution dataset, CTPaE),以及一个基于LLMs的自主复杂任务规划(Complex task planning, CTP)处理框架AutoPlan.该框架可以对复杂任务进行自主规划得到元任务序列,并使用递进式ReAct提示(Progressive ReAct prompting, PRP)方法对已规划的元任务逐步执行.该框架的有效性通过在CTPaE上的实验及与其他经典算法的比较分析得到了验证.项目地址:https://***/LDLINGLINGLING/AutoPlan.

关键词：大语言模型工具调用多步推理深度学习

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激光在箔条云环境中的传输特性模拟

兵工学报 2024年

作者：谭钰然查冰婷郑震张合何芮南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室

针对激光引信作用时易受箔条云的影响，但箔条云对激光干扰特性研究尚不充分的问题，建立一种箔条云环境中的激光传输特性模型。建立无/有风条件下的箔条云的扩散模型，得到不同环境下箔条云稳定阶段的扩散模型，确定了无/有风情况下的... 详细信息

针对激光引信作用时易受箔条云的影响，但箔条云对激光干扰特性研究尚不充分的问题，建立一种箔条云环境中的激光传输特性模型。建立无/有风条件下的箔条云的扩散模型，得到不同环境下箔条云稳定阶段的扩散模型，确定了无/有风情况下的箔条云主干扰云团干扰作用的相似性；基于菲涅尔原理，研究单根箔条不同形态下的散射特性；对箔条云进行分割，采用连续场蒙特卡洛辐射传递模型，建立激光在箔条云环境中的传输模型，得到不同中心浓度箔条云环境中无/有目标时激光回波模型。将此模型与实测数据进行对比，验证了模型的正确性，并得出箔条云干扰回波具有脉宽窄、峰值高等特点，且箔条云干扰回波的连续次数与箔条云浓度呈正相关关系，模型可为激光引信抗箔条云干扰研究提供支持。

关键词：脉冲激光箔条云菲涅尔原理蒙特卡洛辐射传递模型回波模型

欠驱动无人船路径跟踪:一种有限时间正切漂角视线制导方法

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控制与决策 2024年

作者：王宁贾薇吴浩峻大连海事大学轮机工程学院大连市智能船舶绿色动力控制与测试重点实验室水路交通控制全国重点实验室

海洋环境复杂多变,为提升欠驱动无人船(Underactuated Marine Vehicle, UMV)的自主航行与故障应对能力,本文提出了基于有限时间正切漂角视线制导的指令滤波路径跟踪控制策略.在包括内部动力学未知、时变大漂角和执行器故障的复杂情况下... 详细信息

海洋环境复杂多变,为提升欠驱动无人船(Underactuated Marine Vehicle, UMV)的自主航行与故障应对能力,本文提出了基于有限时间正切漂角视线制导的指令滤波路径跟踪控制策略.在包括内部动力学未知、时变大漂角和执行器故障的复杂情况下,该策略可使UMV在有限时间内遵循所需的路径.首先,构建了有限时间漂角观测器,用于快速精准地估计时变大漂角?随后,引入有限时间正切漂角视线制导律,不仅能提升制导性能,还能有效避免因非光滑制导指令产生高频震荡导致UMV失稳?此外,通过采用有限时间指令滤波控制技术来降低计算负担,并提出滤波补偿方案减少滤波误差?最后,基于径向基函数神经网络和有限时间理论,设计了自适应有限时间容错路径跟踪控制器,使得UMV的纵向速度和艏向角跟踪误差在有限时间内能够收敛到原点附近的小邻域.仿真实验验证了所提出方案的有效性和优越性.

关键词：欠驱动无人船有限时间正切漂角视线制导指令滤波路径跟踪控制神经网络

基于多层耦合网络的装备保障体系级联失效及抗毁性分析

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指挥与控制学报 2024年第1期10卷 67-80页

作者：张帅周伟白光晗兑红炎陶俊勇国防科技大学智能科学学院装备综合保障技术重点实验室长沙410073 解放军32256部队广州510630 郑州大学管理工程学院郑州450001

为准确描述装备保障体系结构特征与毁伤失效流程,进而提升装备保障体系功能与抗毁能力,基于杀伤层、保障层和储供层构建装备保障体系的多层耦合网络模型。基于杀伤链给出装备维修保障链与储供保障链的特征和典型样式,在此基础上,提出考... 详细信息

为准确描述装备保障体系结构特征与毁伤失效流程,进而提升装备保障体系功能与抗毁能力,基于杀伤层、保障层和储供层构建装备保障体系的多层耦合网络模型。基于杀伤链给出装备维修保障链与储供保障链的特征和典型样式,在此基础上,提出考虑装备保障体系多层耦合网络特性的级联失效模型与节点重要度评估方法。给出对应的网络抗毁性评估指标。仿真结果表明,考虑级联失效的多层耦合网络模型能较好地反映遭受攻击时整个装备保障体系的性能变化情况,所提出的使命任务节点重要度能准确识别关键节点。与传统网络抗毁性指标相比,杀伤链数量对节点失效产生的装备保障体系抗毁性变化更加敏感。

关键词：装备保障体系网络抗毁性多层耦合网络级联失效节点重要度

基于低通滤波器的柔性关节空间机器人时延估计跟踪控制

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国防科技大学学报 2024年第4期46卷 142-149页

作者：徐河振于潇雁张宇涵陈力福州大学机械工程及自动化学院福建福州350116 福州大学流体动力与电液智能控制福建省高校重点实验室福建福州350116

为解决位姿不受控情况下柔性关节空间机器人系统预抓取阶段的关节跟踪控制和振动问题,采用拉格朗日方程并结合动量守恒原理进而建立漂浮基三杆柔性关节空间机器人系统动力学方程。为提高柔性关节的等效刚度,引入关节柔性补偿的方法;即... 详细信息

为解决位姿不受控情况下柔性关节空间机器人系统预抓取阶段的关节跟踪控制和振动问题,采用拉格朗日方程并结合动量守恒原理进而建立漂浮基三杆柔性关节空间机器人系统动力学方程。为提高柔性关节的等效刚度,引入关节柔性补偿的方法;即根据奇异摄动理论,将柔性关节空间机器人系统分解为慢变系统和快变系统。在此基础上,针对慢变系统设计以时延估计为主框架的滑模控制方法,同时与低通滤波器相结合消除滑模控制带来的系统抖振问题;针对快变系统设计线性速度差值反馈控制系统,抑制柔性关节给系统带来的柔性振动问题。通过仿真验证空间机械臂能够在有限时间内快速、稳定地跟踪上期望轨迹,证实该控制方案具有较好的鲁棒性和可靠性。

关键词：柔性关节空间机器人关节柔性补偿时延估计滑模变结构控制低通滤波器