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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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涡扇发动机及其执行机构性能衰退影响分析

推进技术 2025年

作者：王亚伟邹泽龙张康鑫黄金泉鲁峰南京航空航天大学航空航天结构力学与控制国家重点实验室

涡扇发动机长期运行中不可避免地会发生性能退化，针对某型涡扇发动机寿命期内运行数据，提出一种基于发动机及执行机构联合仿真平台的性能衰退影响分析方法。联合仿真平台利用AMESim建立航空燃油泵执行机构模型，在Simulink中建立发动... 详细信息

涡扇发动机长期运行中不可避免地会发生性能退化，针对某型涡扇发动机寿命期内运行数据，提出一种基于发动机及执行机构联合仿真平台的性能衰退影响分析方法。联合仿真平台利用AMESim建立航空燃油泵执行机构模型，在Simulink中建立发动机模型并设计无模型滑模自适应控制器，与执行机构模型完成集成。本文在联合仿真平台上对涡扇发动机部件健康参数进行估计，考虑到发动机运行时由于内部环境恶劣只能布置有限数量的传感器，因此选取有限的测量参数，对待估的健康参数组合进行优化，并确定在状态可估条件下的最少传感器组合方案。结合寿命周期内性能退化数据，进行面向发动机退化与执行机构退化的自适应控制仿真。仿真结果表明：优化后的状态估计方案能够准确评估发动机性能退化。所设计的控制算法随着发动机发生退化，超调量增大了27.27%，同时考虑执行机构性退化时，无模型滑模自适应控制算法的调节时间相较于无退化时增加了2.65 s，超调量增大了33.3%。

关键词：涡扇发动机健康参数估计性能退化执行机构无模型自适应 AMESim/Simulink

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空间充气式共机架结构自旋动力学及振动抑制

中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：黄业雄蔡正政杜浩孙加亮金栋平南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室

光学合成孔径技术在地球观测、环境监测、宇宙探索等方面有着广泛应用.作为一种新型的空间结构,空间充气式共机架结构具有折展比大、比强度高等特点,可满足光学合成孔径成像系统对于支撑结构的构建需求.本文针对充气式共机架结构,建立了... 详细信息

光学合成孔径技术在地球观测、环境监测、宇宙探索等方面有着广泛应用.作为一种新型的空间结构,空间充气式共机架结构具有折展比大、比强度高等特点,可满足光学合成孔径成像系统对于支撑结构的构建需求.本文针对充气式共机架结构,建立了刚-柔耦合多体系统动力学模型,依据在轨动力学环境研究了自旋动力学响应,并根据点扩展函数分析了系统在空间扰动下的光学性能.仿真结果表明,为使空间充气式共机架结构达到光学成像的要求,需要对充气式共机架结构进行振动抑制,为此设计了一种周期性分布的超结构吸振单元,用于抑制光学载荷的振动.最后,通过有限元法计算了超结构的带隙和振动传输特性,并实验验证了提出的超结构吸振单元对于充气式共机架系统振动抑制的可行性和有效性.

关键词：充气式共机架合成孔径成像自旋动力学振动抑振超结构

基于模糊切换控制算法的IPMSM全速域无位置传感器控制策略

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吉林大学学报(工学版) 2025年

作者：冯志刚商宇沈阳航空航天大学自动化学院

本文提出了一种针对内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor， IPMSM）的全速域无位置传感器控制策略。该策略结合了适用于低速区的高频方波电压信号注入法与适用于高速区的超螺旋滑模观测器法。在低高速域... 详细信息

本文提出了一种针对内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor， IPMSM）的全速域无位置传感器控制策略。该策略结合了适用于低速区的高频方波电压信号注入法与适用于高速区的超螺旋滑模观测器法。在低高速域切换区间，针对加权平均切换法在切换临界点存在转速突变及切换过程中的误差较大问题，提出了一种基于模糊控制理论的平滑切换控制方法。此外，为了提升IPMSM的转速控制性能，本文设计了一种基于新型指数趋近律和滑模扰动观测器的滑模转速控制器。最后，通过仿真验证了所提控制策略的有效性。

关键词：内置式永磁同步电机全速域无位置传感器控制模糊控制理论平滑切换控制方法基于新型指数趋近律和滑模扰动观测器的滑模转速控制器

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基于康达效应的高速气流推力矢量喷管

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 265-274页

作者：姚清河王思淼杨耿超白欣彤李明洋王昱森中山大学航空航天学院广东深圳518107

基于康达效应设计了一种高速气流推力矢量喷管,利用其对流体的偏转作用实现主流方向控制。喷管由主通道以及外侧八个独立气室和出口处的康达壁面组成,可通过气室外部的开合情况来实现八个偏转方向的控制。本文对所设计的高速气流推力矢... 详细信息

基于康达效应设计了一种高速气流推力矢量喷管,利用其对流体的偏转作用实现主流方向控制。喷管由主通道以及外侧八个独立气室和出口处的康达壁面组成,可通过气室外部的开合情况来实现八个偏转方向的控制。本文对所设计的高速气流推力矢量喷管进行了仿真计算,研究了主流速度、气室开合情况及康达壁面曲率三个参数对主流偏转效果的影响。数值模拟结果表明:(1)主流速度在50~160 m/s时,不同的开合组合的偏转效果有较为显著的差异。(2)气室打开数量为奇数时,偏转效果优于偶数。只有一个气室开口时,偏转效果最优。(3)计算得到三维喷管最优康达壁面的曲率是55.26。本文设计的高速气流推力矢量喷管能够达到较好的偏转控制效果,最大偏转角度可达到85.91°。

关键词：康达效应高速气流推力矢量喷管气流偏转

主动式气膜冷却对高超声速飞行器等离子体鞘套的影响

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 250-256页

作者：徐春光张源耕中山大学航空航天学院广东深圳518107

以钝锥模型为研究对象,采用热化学非平衡计算方法并结合可压缩N-S方程、SST k-ω湍流模型,对钝锥模型肩部台阶喷流和头部逆向喷流流场进行了数值模拟。在考虑不同喷流压强、喷口位置和数量等因素的基础上,分析了主动式气膜冷却对等离子... 详细信息

以钝锥模型为研究对象,采用热化学非平衡计算方法并结合可压缩N-S方程、SST k-ω湍流模型,对钝锥模型肩部台阶喷流和头部逆向喷流流场进行了数值模拟。在考虑不同喷流压强、喷口位置和数量等因素的基础上,分析了主动式气膜冷却对等离子体鞘套的影响。结果表明:高超声速飞行器采用主动式气膜冷却技术时,喷口的数量、位置及喷流压强对等离子体密度均具有显著的影响。肩部的切向喷流可有效抑制模型壁面附近的等离子体密度,进而可能对高频电磁波的传输和目标雷达散射截面(RCS)产生影响。头部逆向喷流可显著改变等离子体的分布情况,不同的逆向喷流参数配置会导致明显的差异。

关键词：高超声速飞行器等离子体鞘套主动式气膜冷却热化学非平衡双温模型

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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

具有双重试轨道排队系统的等待时间平稳分布的渐近分析

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系统科学与数学 2025年

作者：刘琦宋旸南京航空航天大学数学学院

本文考虑经典重试策略下具有两类顾客及两个重试轨道的单服务台排队系统,两类顾客的到达速率、服务速率以及重试速率均不相同.鉴于该模型中两类顾客等待时间的联合平稳分布并不易求,本文假设不同轨道中的任一顾客的重试速率分别以线性... 详细信息

本文考虑经典重试策略下具有两类顾客及两个重试轨道的单服务台排队系统,两类顾客的到达速率、服务速率以及重试速率均不相同.鉴于该模型中两类顾客等待时间的联合平稳分布并不易求,本文假设不同轨道中的任一顾客的重试速率分别以线性速率收敛到零,在此条件下求解等待时间的联合渐近分布.基于两个轨道队长平稳分布的一阶渐近结果,首先刻画出两类顾客重试次数的联合渐近分布为二维几何分布,之后得到顾客等待时间的联合渐近分布为二维指数分布.

关键词：重试排队等待时间渐近分析重试次数轨道队长