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公开(公告)号：CN117666358B
公开(公告)日：2025-03-25
申请号：CN202311712390.0
申请日：2023-12-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种自适应扰动观测补偿的飞行器姿态预测控制方法，属于飞行器控制技术领域。所述方法为：构建飞行器姿态动力学与运动学模型，与姿态指令作差形成姿态控制误差模型；对于飞行器俯仰、偏航和滚转三个通道，分别设计自适应观测增益的扰动观测器；利用扰动观测值，进行变增益补偿控制，获得补偿控制量；定义积分型性能指标，采用可变预测周期的Critic网络预测该指标，并基于预测值更新Actor网络，以获得近似最优控制量；补偿控制量与近似最优控制量相加，获得飞行器总的姿态控制量。变增益的扰动观测补偿方法可提高飞行器对飞行过程中所受各类干扰的准确观测与补偿，提高飞行稳定性。
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公开(公告)号：CN118915435A
公开(公告)日：2024-11-08
申请号：CN202410915969.5
申请日：2024-07-09
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于循环神经网络观测器的变体飞行器终端滑模控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：构建变体飞行器姿态动力学与运动学模型，与姿态指令作差形成姿态控制误差模型；步骤2：基于姿态控制误差模型，构建终端滑模面；步骤3：设计基于循环神经网络的观测器，观测变体飞行器模型中的不确定扰动项；步骤4：基于终端滑模面和观测器的输出值，获得变体飞行器的控制量。本发明的循环神经网络观测器可同时利用当前时刻与过去时刻的量测信息，对于扰动的估计更为准确。同时本发明的终端滑模面能够显著提高响应速度，更适合于变体飞行器这类需要快速实现跟踪的对象。
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公开(公告)号：CN118884831A
公开(公告)日：2024-11-01
申请号：CN202410935960.0
申请日：2024-07-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种面对称飞行器翻转180度的滚转角在线自适应规划方法，所述方法包括如下步骤：S1、建立空气密度模型；S2、建立滚转操纵力矩系数模型；S3、建立滚转操纵力矩模型；S4、设置调整系数；S5、建立滚转角指令的幅值模型；S6、建立滚转角变化频率模型；S7、建立滚转角指令模型；S8、建立转角指令执行模型。该方法利用正余弦曲线及角度与角速度的关系，解决角度指令的一阶导数不连续、积分误差引起的指令偏差及规划策略复杂等实际工程问题；利用滚转力矩与飞行器响应速度密切相关的物理特性，从增加滚转角变化率和减少转动角度两个维度，解决固定转动周期和转动方向会降低最大射程能力的策略问题。
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公开(公告)号：CN118627387A
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202410787069.7
申请日：2024-06-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06F30/27 , G06F18/23213 , G06F18/22 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种系统动作聚类优化设计方法，所述方法包括如下步骤：通过功能‑行为‑动作分析，分解得到为实现系统功能所需要的详细动作；构建动作标签向量，基于动作标签向量的相似度进行动作聚类，得到有待一体化设计的动作子集合；采用基于分枝定界的一体化动作组合优化方法，对动作进行一体化设计，从而对应映射得到一体化的物理域设计参数/部件。本发明中系统设计过程中的功能需求、行为、动作间的关系可以得到充分的分析，通过相似动作的聚类可以实现物理域设计参数的一体化，有效降低设计冗余；同时，基于分枝定界的一体化优化过程可以考虑设计过程中的约束及一体化设计所带来的代价，从而选择得到综合性能最优的设计方案。
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公开(公告)号：CN118519344A
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202410597365.0
申请日：2024-05-14
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种变形飞行器轨迹在线序列凸规划方法，所述方法如下：步骤1：基于连续变体飞行器数学模型，构建变形量与气动角协调规划模型；步骤2：对变形飞行器纵侧向运动进行解耦，将变形策略设计为分段固定的形式，并基于凸优化方法对纵向降维规划模型进行快速求解，为变形飞行器轨迹的在线优化提供参考轨迹初值；步骤3：以基于降维模型的分平面轨迹规划结果为优化初值，解除变形策略限制，形成细粒度轨迹规划全要素模型，建立以变形量变化率为控制量的扩维规划模型，将无限维连续型最优控制问题转化为离散型凸规划问题，进而基于序列凸优化方法高效求解。本发明中分平面轨迹初值生成与序列凸优化方法的结合，可大幅提高轨迹的求解效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114035611B
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202111416110.2
申请日：2021-11-25
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/46
Abstract: 本发明公开了一种可重复使用高超声速飞行器上升段轨迹优化与制导方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：在起飞之前，以预定的标准轨迹作为初值，采用凸优化方法进行轨迹优化，得到参考轨迹，作为制导指令；步骤2：在完成首次轨迹优化之后，以凸优化得到的优化控制量作为制导指令，同时添加PD跟踪制导，每个周期内采用凸优化+PD跟踪的制导方式；步骤3：实时判断|X‑Xcvx|＜δ，当不等式不满足时，立即重新进行凸优化，否则，到制导周期结束时，再进行凸优化；步骤4：在新凸优化求解时，利用上一次凸优化的结果作为初值，再次优化求解，更新制导指令。本发明在得到优化指标对应轨迹的同时满足制导精度。
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公开(公告)号：CN117666611A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311692641.3
申请日：2023-12-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/46
Abstract: 一种基于启发式搜索与预瞄法的在线轨迹规划方法，属于飞行器控制技术领域。方法如下：建立无量纲化的动力学模型；生成基于启发式搜索的参考航迹；基于预瞄法的轨迹跟踪；飞行过程中飞行器根据当前状态以及参考航迹生成攻角指令、倾侧角指令以及推力指令后，将所述指令带入飞行器的动力学模型，计算得到飞行器的在线轨迹。本发明在启发式搜索与预瞄法的基础上，针对巡航段飞行等高等速巡航约束及规避禁飞区要求，首先生成参考航迹，后续对参考航迹进行跟踪实现在线轨迹规划，在保证轨迹规划精度前提下有效降低轨迹规划计算复杂度，算法计算量小，解决了传统吸气式组合动力飞行器轨迹规划方法计算复杂，计算量大的问题，具有较好的应用前景。
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公开(公告)号：CN117492478A
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202311496956.0
申请日：2023-11-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 一种再入滑翔飞行器最优超螺旋滑模控制方法，属于飞行器控制技术领域。方法如下；S1：构建姿态控制误差模型；S2：构建线性滑模变量，并定义与线性滑模变量相关的性能指标函数；S3：基于线性滑模变量与性能指标函数获得再入滑翔飞行器的控制量。本发明在采用具备强抗扰能力的超螺旋控制律保证飞行稳定的前提下，定义可考虑全程控制偏差与控制能量消耗的性能指标函数，并采用Actor‑Critic在线迭代求解的方式，获得最优控制量，可大幅降低再入滑翔飞行过程中的累积控制误差，并优化控制所需能量。
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公开(公告)号：CN117471920A
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202311701656.1
申请日：2023-12-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于鲁棒优化的无动力返场段轨迹规划方法，所述方法为：考虑不确定性的无动力返场段鲁棒轨迹优化模型建立；基于混沌多项式理论的不确定度量化和传播；基于hp自适应伪谱方法的鲁棒轨迹优化求解；指令生成，进行无动力返场段飞行。本发明基于鲁棒优化策略和不确定性量化技术，提出了一种新的不确定性条件下的无动力返场段轨迹规划方法。一方面考虑了动力学参数的不确定性和初始状态的不确定性，另一方面考虑了约束满足的可靠性和性能指标对不确定性的不敏感性。本发明所提轨迹规划方法较传统轨迹规划方法抗干扰能力强，不确定条件下轨迹离散度小，可有效降低飞行风险，算法计算量小，可满足实时校正的需求，具有较好的应用前景。
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公开(公告)号：CN117452825A
公开(公告)日：2024-01-26
申请号：CN202311701657.6
申请日：2023-12-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于广义牛顿迭代的MPSP轨迹设计方法，属于飞行器控制技术领域。方法如下：建立动力学模型，把连续时间优化问题转化为离散的有限维问题；生成猜测值的初始状态向量和初始控制向量，并设定跳出条件；计算状态向量近似值和末端输出误差，计算状态向量误差；判断末端输出误差及状态向量误差是否均满足跳出条件；若满足则轨迹设计完成，反之则用控制向量更新公式更新控制向量；用状态向量更新公式更新状态向量。本发明解决了传统轨迹规划方法依靠人工经验调整参数、无法满足在线自动解算轨迹的问题，降低了算法复杂度，提高了收敛的鲁棒性，在能量管理弹轨迹规划方面具有较好的应用前景。
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