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不确定通信网络下多智能体系统一致性控制

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1463-1473页

作者：刘伟闫实王希彬李瑞涛周绍磊海军航空大学烟台264000

针对一类Lipschitz非线性多智能体系统的一致性控制问题,在一般有向拓扑条件下,研究了通信网络具有不确定性的一致性控制方法,设计了基于输出反馈的一致性控制器。利用拓扑图拉普拉斯矩阵的性质,克服了有向拓扑不对称性的影响,将有向拓... 详细信息

针对一类Lipschitz非线性多智能体系统的一致性控制问题,在一般有向拓扑条件下,研究了通信网络具有不确定性的一致性控制方法,设计了基于输出反馈的一致性控制器。利用拓扑图拉普拉斯矩阵的性质,克服了有向拓扑不对称性的影响,将有向拓扑条件下的一致性控制问题转化为低维非线性系统的鲁棒镇定问题;利用李雅普诺夫函数直接方法,推导系统达成一致的充分性条件,将控制器反馈矩阵的设计转化为求解线性矩阵不等式可行解问题。分别在无领导者和有领导者2种拓扑条件下进行数值仿真,结果表明:系统在通信网络存在不确定性时可以达成一致性。

关键词：网络不确定性一致性非线性多智能体系统输出反馈

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无人机集群分组编队自适应跟踪-包含控制

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 97-109页

作者：张毅于浩杨秀霞姜子劼王晨蕾海军航空大学烟台264001

针对无人机(UVA)集群分组编队跟踪-包含控制问题,建立包括分组协同、跟踪-包含的分层协同控制架构。为突出集群系统的顶层规划能力,提出基于队形参数组的分组协同控制策略,克服了现有多编队控制方法难以实现队形变换的缺陷;在考虑组间... 详细信息

针对无人机(UVA)集群分组编队跟踪-包含控制问题,建立包括分组协同、跟踪-包含的分层协同控制架构。为突出集群系统的顶层规划能力,提出基于队形参数组的分组协同控制策略,克服了现有多编队控制方法难以实现队形变换的缺陷;在考虑组间通信耦合的基础上,设计自适应分组编队跟踪-包含控制律,克服了控制输入对Laplacian矩阵特征值的依赖,并给出集群系统实现期望队形的可行性约束;对控制输入引入饱和约束,并进一步推导得到输入饱和约束下系统稳定的充要条件,避免了集群的大幅机动行为。研究结果表明:所提策略能够实现无人机集群分组编队的跟踪-包含控制。

关键词：分组编队跟踪-包含控制协同控制输入饱和队形变换

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基于模型预测控制算法的精确着舰控制方法

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1197-1207页

作者：万兵苏析超汪节韩维李常久海军航空大学烟台264001

针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分... 详细信息

针对舰载机着舰过程中的航母运动、舰尾流扰动等影响,提出一种基于模型预测控制-线性二次型高斯(MPC-LQG)算法的精确着舰控制方法,开展飞机纵向通道的精确着舰控制研究。对飞机纵向动力学、舰尾流、航母运动、轨迹跟踪等,进行建模和分析。对MPC-LQG算法进行融合,以实现轨迹跟踪控制,核心思想是:模型预测控制进行航母运动补偿;设计全维状态观测,实现全状态反馈,以实现最优着舰控制。对不同的着舰情况和初始条件进行算法仿真,并与其他算法进行仿真比较。仿真结果表明,所提方法的轨迹跟踪效果很好,高度偏差0.1~0.2 m;相比传统着舰控制,所提方法动态响应快、着舰精度高。

关键词：模型预测控制-线性二次型高斯甲板运动引导指令着舰控制轨迹跟踪

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基于HA算法的舰载机出动作业调度方法

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1691-1702页

作者：刘子玄万兵苏析超郭放刘玉杰海军航空大学航空基础学院山东烟台264001 海军航空大学岸防兵学院山东烟台264001 海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001

出动离场是舰载机作战效能发挥的基础环节,本文研究其出动作业优化调度,将作业过程抽象为柔性车间调度问题,考虑优先序、资源及空间约束建立了混合整数规划模型,提出了一种基于种群进化搜索与邻域改进能力的混合遗传模拟退火算法,并给... 详细信息

出动离场是舰载机作战效能发挥的基础环节,本文研究其出动作业优化调度,将作业过程抽象为柔性车间调度问题,考虑优先序、资源及空间约束建立了混合整数规划模型,提出了一种基于种群进化搜索与邻域改进能力的混合遗传模拟退火算法,并给出了作业扰动时的重调度策略,通过引入任务表的生成构建了实际作业调度仿真架构。该架构融合了问题输入、动态扰动与算法,实用推广性强。仿真结果表明,所提算法收敛性快、解的准确性好、效率高,可有效解决任务表驱动下的出动调度问题;灵敏度分析发现,保障点军械加工对全局调度影响最为显著。

关键词：舰载机出动作业柔性车间调度混合整数规划混合算法

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毕达哥拉斯犹豫模糊集多属性决策研究

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 982-991页

作者：关欣刘赢海军航空大学山东烟台264000

针对属性间相互关联,评价信息为毕达哥拉斯犹豫模糊信息的多属性决策问题,首先通过研究犹豫度对决策结果的影响,提出一种新的毕达哥拉斯犹豫模糊集得分函数,解决了现有得分函数中存在的不足。其次,提出一种最小公倍数规范化原则,解决了... 详细信息

针对属性间相互关联,评价信息为毕达哥拉斯犹豫模糊信息的多属性决策问题,首先通过研究犹豫度对决策结果的影响,提出一种新的毕达哥拉斯犹豫模糊集得分函数,解决了现有得分函数中存在的不足。其次,提出一种最小公倍数规范化原则,解决了现有方法容易引入误差的缺陷。最后,针对属性关联的多属性决策问题,基于λ-模糊测度与Choquet积分,提出了一种拓展交互式多准则决策(interative multi-criteria decision-making,TODIM)方法,既解决了属性关联的问题,又通过前景理论反映了决策者的心理行为特征。实例分析与敏感性分析验证了所提算法的正确性与有效性。

关键词：毕达哥拉斯犹豫模糊集得分函数最小公倍数规范化原则属性关联交互式多准则决策方法

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基于DTW时序距离的故障可诊断性评估方法

兵工学报 2024年第3期45卷 997-1009页

作者：吕佳朋史贤俊肖支才海军航空大学山东烟台264001

对装备中具体故障进行可诊断性评估,可以量化地表明故障被诊断的难易程度。针对故障可诊断性评价方法中存在的不客观及度量方法选择不恰当的问题,提出一种基于动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)的时序距离度量方法。定义可诊断性... 详细信息

对装备中具体故障进行可诊断性评估,可以量化地表明故障被诊断的难易程度。针对故障可诊断性评价方法中存在的不客观及度量方法选择不恰当的问题,提出一种基于动态时间规整(Dynamic Time Warping,DTW)的时序距离度量方法。定义可诊断性评估模型,从实际系统中抽取系统的结构、信号、测试、故障模式4种要素,为故障可诊断性评估工作的开展打下基础。摒弃传统的从信号中提取特征进行相似性度量的做法,将信号看做时序序列,基于DTW方法衡量不同状态下各信号之间的相似程度,作为故障可诊断性的评估依据。使用动量轮系统对新方法进行仿真实验,仿真结果表明新方法在进行可诊断性评估方面具有客观性和有效性。

关键词：故障可诊断性定量评价动态时间规整相似性度量时间序列

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基于综合犹豫模糊熵的多属性决策研究

控制与决策 2024年第6期39卷 2022-2030页

作者：刘赢关欣李易城海军航空大学山东烟台264001 93116部队沈阳110000

针对犹豫模糊集现有熵测度存在的计算过程复杂以及反直觉等现象,提出一种综合犹豫模糊熵,并基于累积前景理论,改进传统的TOPSIS决策方法,构建属性权重未知下的多属性决策模型.首先,在模糊度和非明确度的基础上,给出犹豫模糊熵新的公理... 详细信息

针对犹豫模糊集现有熵测度存在的计算过程复杂以及反直觉等现象,提出一种综合犹豫模糊熵,并基于累积前景理论,改进传统的TOPSIS决策方法,构建属性权重未知下的多属性决策模型.首先,在模糊度和非明确度的基础上,给出犹豫模糊熵新的公理化定义;然后,定义综合犹豫模糊熵,并证明其满足新的公理化定义,与现有犹豫模糊熵的对比分析表明,综合犹豫模糊熵在更为合理表征犹豫模糊元模糊性的同时,也解决了反直觉的问题;最后应用改进TOPSIS方法对所提出的综合性熵测度进行仿真分析,通过实例分析验证所提出的犹豫模糊熵的有效性.相比现有熵测度,综合犹豫模糊熵还具有计算简单和易于理解等优点,改进TOPSIS方法能够考虑决策者的心理偏好,相比传统决策手段,其决策效果更为合理.

关键词：犹豫模糊集犹豫模糊熵模糊度非明确度累积前景理论改进TOPSIS方法

一种基于TCN-LGBM的航空发动机气路故障诊断方法

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兵工学报 2024年第1期45卷 253-263页

作者：吕卫民孙晨峰任立坤赵杰李永强海军航空大学山东烟台264000

长时间工作在高温高压、强振动等恶劣气路环境下的航空发动机经常面临部件疲劳、腐蚀和性能退化的问题,且其故障诊断时序逻辑性不强、故障参数耦合较深等特点十分明显,为此提出一种基于时间卷积神经网络(Temporal Convolutional Network... 详细信息

长时间工作在高温高压、强振动等恶劣气路环境下的航空发动机经常面临部件疲劳、腐蚀和性能退化的问题,且其故障诊断时序逻辑性不强、故障参数耦合较深等特点十分明显,为此提出一种基于时间卷积神经网络(Temporal Convolutional Network,TCN)和轻量级梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LGBM)的航空发动机气路故障诊断方法。故障诊断分为故障特征提取和分类诊断两个过程:引入TCN框架,在保证故障数据训练时序逻辑的基础上,实现对远层历史信息和当前层信息的特征融合构建,融合通道注意力机制增强了高质量特征的权重;基于LGBM模型实现对特征的快速分类,利用贝叶斯方法实现对模型超参数的快速优化。以基于PROOSIS软件建模的某军用小涵道比涡扇发动机故障仿真数据为例,对6种故障模式进行诊断识别。仿真结果表明了所提方法的有效性;通过与其他模型对比体现了该方法的优越性。

关键词：航空发动机故障诊断时间卷积神经网络轻量级梯度提升机注意力机制

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基于声压信号的某型涡轴发动机喘振识别

航空动力学报 2024年第4期39卷 127-134页

作者：闫思齐张赟李本威刘晨光海军航空大学航空基础学院山东烟台264001

为了识别某型涡轴发动机喘振时的特征,通过进气畸变方式开展了某型发动机台架试车逼喘试验,利用声压传感器测量采集了轴流压气机和离心压气机两侧的声压信号。对声压信号进行测试环境与背景噪声修正,再采用时频分析方法实现了对由于进... 详细信息

为了识别某型涡轴发动机喘振时的特征,通过进气畸变方式开展了某型发动机台架试车逼喘试验,利用声压传感器测量采集了轴流压气机和离心压气机两侧的声压信号。对声压信号进行测试环境与背景噪声修正,再采用时频分析方法实现了对由于进气减少引起的压气机叶片失速团特征和低频喘振特征的检测,并采用小波低频重构声压信号方法实现了某型涡轴发动机喘振信号的提取与识别。结果表明:随着进气的增加,轴流压气机和离心压气机转子频率处声压信号幅值会降低,同时会产生失速团,轴流压气机右侧能最先监测到喘振,喘振频率约为60 Hz。

关键词：涡轴发动机压气机喘振试验声压信号小波变换