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起落架用高速火焰喷涂WC涂层覆盖高强钢海水环境腐蚀与开裂行为

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材料工程 2024年第2期52卷 207-217页

作者：沈明禄赵连红何卫平崔中雨崔洪芝中国海洋大学材料科学与工程学院山东青岛266400 中国特种飞行器研究所结构腐蚀防护与控制航空科技重点实验室湖北荆门448001

为探究水陆两栖飞机用起落架材料海洋环境适应性及其失效机制。通过在热轧300M高强钢表面制备高速火焰喷涂WC涂层,使用电化学测试、盐雾实验、拉伸实验、疲劳实验,并通过SEM,EDS,XRD以及CLSM表征,开展其在人工海水环境中的腐蚀行为研究... 详细信息

为探究水陆两栖飞机用起落架材料海洋环境适应性及其失效机制。通过在热轧300M高强钢表面制备高速火焰喷涂WC涂层,使用电化学测试、盐雾实验、拉伸实验、疲劳实验,并通过SEM,EDS,XRD以及CLSM表征,开展其在人工海水环境中的腐蚀行为研究。研究结果表明,在pH值为8.2的人工海水环境中,WC涂层发生明显的钝化,具有较好的耐蚀性,这与在碱性环境下涂层中的Co发生钝化有关。长周期电化学阻抗结果表明,浸泡28天后,涂层耐蚀性上升,这与表面黏结剂形成的氧化物有关。与300M基材相比,喷涂后的材料抗拉强度略微升高,这与涂层内部的残余应力释放有关,其在人工海水中的开裂主要受阳极溶解过程控制。随着预腐蚀时间的增加,材料的疲劳寿命发生明显降低,在预腐蚀过程中,环境中的腐蚀性介质进入涂层内部,增加了缺陷的数量,使得涂层提前发生失效,导致材料断裂敏感性增加。WC涂层有较好的耐蚀性,拉伸过程中残余应力的释放使材料的抗拉强度略微升高,经过预腐蚀后涂层提前发生失效,使得材料疲劳寿命降低。

关键词： WC涂层海水腐蚀疲劳寿命断裂机制失效残余应力

仿鹰鸽捕食逃逸行为的多无人机分组对抗博弈方法

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控制理论与应用 2024年第5期41卷 855-865页

作者：仝秉达段海滨魏晨北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院仿生自主飞行系统研究组北京100083 鹏城实验室广东深圳518055

针对多无人机对抗问题,本文提出了一种三维空间中仿鹰鸽捕食逃逸行为的多无人机分组对抗博弈方法.在分析鹰鸽捕食逃逸行为的基础上,文章构建了多无人机博弈对抗系统模型,并定义了微分博弈中的连续可微值函数,证明了值函数满足Hamilton-J... 详细信息

针对多无人机对抗问题,本文提出了一种三维空间中仿鹰鸽捕食逃逸行为的多无人机分组对抗博弈方法.在分析鹰鸽捕食逃逸行为的基础上,文章构建了多无人机博弈对抗系统模型,并定义了微分博弈中的连续可微值函数,证明了值函数满足Hamilton-Jacobi-Isaacs(HJI)方程,从而保证鞍点策略存在.使用最优分配方法,为仿鹰无人机一方设计了分组对抗分配策略,以解决多无人机追逃场景中的任务分配问题.本文对比仿真实验结果验证了所提出方法的有效性.

关键词：多无人机对抗微分博弈任务分配捕食逃逸鞍点策略

基于油电混动六旋翼无人机的模糊PID飞行控制策略研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第8期43卷 124-132页

作者：陈伟涂钏刘建宏闫志伟任毅居婷重庆交通大学航空学院重庆400074 南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210000 绿色航空能源动力重庆市重点实验室重庆401130

针对油电混动六旋翼无人机飞行因燃油消耗而产生变载荷,进而导致飞行姿态响应迟钝的现象,设计出结合能量管理的模糊PID(proportion integration differentiation,PID)飞行控制策略。首先,以最大需求功率为2.0 kW、质量为18 kg的油电混... 详细信息

针对油电混动六旋翼无人机飞行因燃油消耗而产生变载荷,进而导致飞行姿态响应迟钝的现象,设计出结合能量管理的模糊PID(proportion integration differentiation,PID)飞行控制策略。首先,以最大需求功率为2.0 kW、质量为18 kg的油电混动六旋翼无人机为研究对象,建立MATLAB/Simulink模型;其次,利用模糊算法对变载荷的质量和转动惯量进行模糊化-隶属度函数-规则库-反模糊化处理,实时调整PID值,解决姿态响应迟钝的问题;最后,设计阶梯和巡航工况,观测无人机的姿态响应情况。结果表明:燃油消耗会在姿态变动时,对位置偏移产生不利影响;与普通PID相比,提出的飞行控制策略会实时修正不同载荷下的PID参数,当飞行状况改变时,位置峰值偏移量为6 m,稳定性能良好;同时,在偏移修正方面,模糊PID可在20 s内对偏移量进行修正,并且能持续保持现有姿态,表明模糊PID飞行控制策略具有优异的跟随性能。

关键词：航空工程油电混动系统无人机变载荷飞行控制模糊逻辑

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基于对比学习的改进SSD目标检测算法

红外技术 2024年第5期46卷 548-555页

作者：胡焱原子昊涂晓光刘建华雷霞王文敬中国民用航空飞行学院航空电子电气学院四川广汉618307

现有基于深度学习的目标检测算法在图像的目标检测过程中存在物体视角的多样性、目标本身形变、检测物体受遮挡、光照性以及小目标检测等问题。为了解决这些问题,本文将对比学习思想引入到SSD(Single Shot MutiBox Detectior)目标检测... 详细信息

现有基于深度学习的目标检测算法在图像的目标检测过程中存在物体视角的多样性、目标本身形变、检测物体受遮挡、光照性以及小目标检测等问题。为了解决这些问题,本文将对比学习思想引入到SSD(Single Shot MutiBox Detectior)目标检测网络中,对原有的SSD算法进行改进。首先,通过采用图像截块的方式随机截取样本图片中的目标图片与背景图片,将目标图像块与背景图像块输入到对比学习网络中提取图片特征进行对比损失计算。随后,使用监督学习的方法对SSD网络进行训练,将对比损失传入到SSD网络中与SSD损失值加权求和反馈给SSD网络,进行网络参数的优化。由于在目标检测网络中加入了对比学习的思想,提高了背景和目标在特征空间中的区分度。因此所提出的算法能显著提高SSD网络对于目标检测的精度,并在可见光和热红外图像中均取得了令人满意的检测效果。在PASCAL VOC2012数据集实验中,AP50值提升了0.3%,在LLVIP数据集实验中,AP50值提升了0.2%。

关键词：深度学习 SSD 目标检测对比学习红外热成像图像截块

基于事件触发采样的无尾翼飞机自适应容错姿态控制

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系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 1058-1066页

作者：禹志龙李颖晖裴彬彬段效聪张喆空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 中国人民解放军94657部队江西九江332024 中国飞行试验研究院陕西西安710089

针对具有通信带宽受限的无尾翼飞机姿态跟踪控制问题,考虑模型不确定、外部扰动及执行器故障的影响,提出一种基于事件触发采样与自适应的容错姿态控制方法。首先,在无尾翼飞机六自由度动力学与运动学模型基础上建立了面向控制的姿态控... 详细信息

针对具有通信带宽受限的无尾翼飞机姿态跟踪控制问题,考虑模型不确定、外部扰动及执行器故障的影响,提出一种基于事件触发采样与自适应的容错姿态控制方法。首先,在无尾翼飞机六自由度动力学与运动学模型基础上建立了面向控制的姿态控制模型。通过引入事件触发机制成功降低了控制器与执行器通道之间通信频率,缓解了总线的通信压力同时避免了Zeno现象的发生。然后,通过自适应的有界估计成功补偿了执行器故障及事件触发引起的采样误差的影响。最后,基于Lyapunov稳定性分析证明了所提出的控制方法能够保证系统所有信号一致最终有界。数值仿真结果表明,所提出的控制方法能够有效降低控制器的更新频率,同时实现无尾翼飞机姿态对于控制指令的跟踪。

关键词：无尾翼飞机姿态跟踪事件触发自适应控制容错控制

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增材制造技术在飞行器结构上的应用需求分析

机械工程学报 2024年第11期60卷 74-84页

作者：时光辉武文华陶然罗俊荣林晔李强林晓虎孙齐东大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 北京机电工程研究所结构强度与动力技术研究室北京100074 北京理工大学先进结构技术研究院北京100081 陆军航空兵学院航空机械工程系北京101123

未来先进飞行器的研制,对结构系统在功能和性能上均提出更高的要求,表现在结构的承载功能一体化、智能化、轻量化、承载效率提升等方面的需求,因此需要与之匹配的先进制造手段作为支撑。增材制造由于其在宏微观复杂结构研制、小批量柔... 详细信息

未来先进飞行器的研制,对结构系统在功能和性能上均提出更高的要求,表现在结构的承载功能一体化、智能化、轻量化、承载效率提升等方面的需求,因此需要与之匹配的先进制造手段作为支撑。增材制造由于其在宏微观复杂结构研制、小批量柔性生产、高效率快速响应等方面的天然优势,成为未来支撑先进结构研制的先进制造方式之一。首先以飞行器承载结构为研究对象,分析各个部分的主要材料体系以及各个部分可能的增材制造应用前景,对现有的增材制造与飞行器结构研制的结合实现结构轻量化性能提升、复杂构件制备、快速原型机研制方面进行综述分析。进一步,通过具体的工程需求分析,阐述飞行器结构在新材料、优化设计、制备、维护/维修、成本控制等方面对增材制造的需求,为增材制造技术在飞行器承载结构和非承载功能结构技术上推广应用提供支撑和参考。

关键词：空天飞行器飞行器结构结构功能一体化增材制造轻量化

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基于一致性理论的无人机编队控制与集结方法

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1646-1654页

作者：苟进展梁天骄陶呈纲马波王海峰吴宇重庆大学航空航天学院重庆400044 歼击机综合仿真航空科技重点实验室成都610091

针对无人机运动学模型特点和远距离成形问题,提出一种基于改进一致性算法的无人机集结-成形策略。建立能直观描述编队队形的坐标系,根据纵向和横航向解耦的带自动驾驶仪的无人机三自由度运动学模型的特点,考虑无人机机动性能约束,对一... 详细信息

针对无人机运动学模型特点和远距离成形问题,提出一种基于改进一致性算法的无人机集结-成形策略。建立能直观描述编队队形的坐标系,根据纵向和横航向解耦的带自动驾驶仪的无人机三自由度运动学模型的特点,考虑无人机机动性能约束,对一致性算法进行改进,实现对无人机速度、航向和飞行高度的控制,提出编队队形控制算法。针对无人机初始间距大带来的调参问题,增加集结过程,并利用粒子群算法优化集结速度,避免航迹冲突,集结结束后再采用所提算法生成无人机航迹,提升算法的适应性。仿真结果表明:所提算法能使无人机在满足机动性约束的情况下,形成稳定队形;相比于直接成形法,所提策略提高改进一致性算法的适应性和安全性。

关键词：无人机编队飞行集结一致性理论粒子群优化

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多无人机编队避障和编队重构方法

计算机应用 2024年第9期44卷 2938-2946页

作者：穆凌霞周政君王斑张友民薛向宏宁凯凯复杂系统控制与智能信息处理陕西省重点实验室(西安理工大学) 西安710048 西北工业大学航空学院西安710072 康考迪亚大学机械、工业与航空工程系加拿大蒙特利尔H3G 1M8

针对多无人机(UAV)编队飞行过程中的避障和故障问题,提出一种编队动态变换与重构方法。编队内UAV将障碍物和其余UAV作为动态威胁,根据当前飞行环境自适应地改变航迹评价函数的得分权重,提高编队在动态环境下的避障能力;当编队中某一UAV... 详细信息

针对多无人机(UAV)编队飞行过程中的避障和故障问题,提出一种编队动态变换与重构方法。编队内UAV将障碍物和其余UAV作为动态威胁,根据当前飞行环境自适应地改变航迹评价函数的得分权重,提高编队在动态环境下的避障能力;当编队中某一UAV故障时,对剩余UAV进行编队队形重构,改变动态窗口法(DWA)目标函数中僚机相对于长机的位置,实时调整得到新的编队,从而实现容错编队飞行。仿真实验结果表明,所提编队避障和重构方法能够实现动态避障以及单机故障或动力不足情况下的容错编队飞行;与传统DWA相比,所得到的编队无人机间距离误差更小。

关键词：无人机编队避障队形变换队形重构容错编队

夯实复合材料基础研究服务国家发展战略——“先进复合材料力学”专刊序言

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4422+4420-4421页

作者：郑锡涛张幸红李岩陈玉丽西北工业大学航空学院西北工业大学飞行器复合材料结构研究所哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所同济大学航空航天与力学学院上海飞行器力学与控制研究院民航航空器结构智能辅助适航重点实验室复合材料结构设计与制造教育部重点实验室 SAMPE 亚澳复合材料学会中国复合材料学会中国力学学会女科技工作者委员会上海市力学学会上海市复合材料学会北京航空航天大学航空科学与工程学院北京航空航天大学飞行器结构强度系北京航空航天大学固体力学研究所北京航空航天大学航空航天国家级实验教学示范中心中国力学学会中国复合材料学会复合材料结构设计专委会

先进复合材料是国家战略发展的重点,党中央高度重视新材料的发展。习总书记在党的二十大报告中指出,加快实现我国高水平科技自立自强,明确提出将“新材料、新能源、生物技术”等作为新的增长引擎。一系列国家纲领性政策的出台,也明确指... 详细信息

先进复合材料是国家战略发展的重点,党中央高度重视新材料的发展。习总书记在党的二十大报告中指出,加快实现我国高水平科技自立自强,明确提出将“新材料、新能源、生物技术”等作为新的增长引擎。一系列国家纲领性政策的出台,也明确指出加快新材料的研发和应用。面向世界科技前沿和国家重大需求,作为先进、轻质、高强的典型代表,先进复合材料成为国民经济增长的重要支柱,对于推动战略性新兴产业融合发展具有重要的作用。目前随着尖端科学技术的不断进步,先进复合材料已广泛应用于航空航天、风力发电、交通运输、海洋舰船等领域。

关键词：战略性新兴产业尖端科学技术增长引擎自立自强复合材料力学先进复合材料交通运输航空航天