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公开(公告)号：CN118034345A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410231020.3
申请日：2024-02-29
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/46 , G05D109/28
Abstract: 本发明提供了一种基于深度森林算法的高速飞行器智能控制方法，包括：对高速飞行器动力学模型中的不确定性扰动以及通道间耦合进行精确跟踪并滤除；设计姿态跟踪误差性能约束函数，将姿态跟踪误差约束至一个设定范围内；基于超螺旋算法，根据高速飞行器动力学模型和姿态跟踪误差性能约束函数设计高速飞行器姿态控制器；利用NSGA‑III优化算法与变异系数法，综合考虑各性能指标设计多目标优化算法，并从高速飞行器姿态控制器中获取训练样本数据；基于深度森林算法，利用训练样本数据预测得到优化场景参数与性能参数之间的逻辑关系，并根据逻辑关系构建性能指标策略库。本发明能够在满足高速飞行器进气约束与跟踪性能约束的基础上，确保控制性能最优。
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公开(公告)号：CN117852415A
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202410256806.0
申请日：2024-03-07
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/27 , G06N5/04 , G06F17/11 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开一种基于变步进退法的超高速飞行器机动空间解算方法及装置，涉及超高速飞行器与拦截器攻防博弈技术领域，方法包括：构建超高速飞行器与拦截器的运动模型，并设定仿真限制条件，得到仿真运动模型；基于仿真运动模型构建拦截器的机动拦截策略；构建超高速飞行器与拦截器的机动空间；基于仿真运动模型、拦截器的机动拦截策略及机动空间，采用变步进退法确定不同攻防博弈态势下机动空间内的不可逃逸区、机动逃逸区及无威胁区，以对超高速飞行器进行机动空间解算。本发明提高了超高速飞行器机动空间解算的效率，进而提高了超高速飞行器在突防博弈作战中的作战效能。
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公开(公告)号：CN117724533A
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN202311777477.6
申请日：2023-12-22
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/695 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开一种基于改进超螺旋的高速飞行器编队控制方法及系统，涉及高速飞行器编队控制领域，方法包括获取高速飞行器编队中各飞行器当前时刻的空间位置、速度和加速度；基于分布式虚拟结构法，确定高速飞行器编队的虚拟中心；根据虚拟中心的预设位置与姿态，确定各飞行器的目标位置；基于飞行器的第一误差、相邻飞行器的第一误差以及飞行器的相对状态信息，确定飞行器的跟踪误差；最后根据飞行器编队的跟踪误差以及滑模面，基于改进超螺旋算法，结合滑模控制理论，确定飞行器编队的控制器的等效控制输入和切换控制输入。在本发明中，高速飞行器编队中的一部分飞行器能够在没有与虚拟中心进行信息传递的情况下，仍然实现预定的队形保持与变换，降低了虚拟中心的计算负担。
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公开(公告)号：CN113697130B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202110858317.9
申请日：2021-07-28
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于干扰观测器的航天器编队抓捕避碰控制方法，特别涉及一种针对空间非合作目标抓捕的多航天器协同避碰控制方法，属于航天器编队协同控制技术研究领域；本发明首先建立了抓捕航天器相对于目标的姿轨耦合的相对运动模型；然后针对抓捕过程中航天器内部以及与目标之间的可能发生的碰撞问题，利用超二次曲面来描述空间非合作目标和抓捕航天器的外形，建立复合人工势场；同时对于出现的复合干扰，设计了非线性干扰观测器对其进行估计，并在控制律的设计中进行抵消；最后，将滑模面与人工势场相结合，设计了安全鲁棒的控制律。
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公开(公告)号：CN114020026A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202111308734.2
申请日：2021-11-05
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明一种基于扩张状态观测器的固定时间多航天器编队抓捕方法及系统，方法包括：建立多航天器之间的相对运动的坐标系，进而得到抓捕航天器的相对位置运动模型、相对姿态运动模型和基于超二次曲面的人工势场模型；构建固定时间收敛的相对位置控制的扩张状态观测器；结合基于超二次曲面的人工势场模型得到相对位置控制的非奇异固定时间终端滑模控制律；构建固定时间收敛的相对姿态控制的扩张状态观测器；结合基于超二次曲面的人工势场模型得到相对姿态控制的非奇异固定时间终端滑模控制律；采用控制律实施抓捕。该方法将其与固定时间非奇异滑模控制律相结合，以保证抓捕者对目标抓捕过程中的任务时间约束以及控制精度要求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113697130A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202110858317.9
申请日：2021-07-28
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于干扰观测器的航天器编队抓捕避碰控制方法，特别涉及一种针对空间非合作目标抓捕的多航天器协同避碰控制方法，属于航天器编队协同控制技术研究领域；本发明首先建立了抓捕航天器相对于目标的姿轨耦合的相对运动模型；然后针对抓捕过程中航天器内部以及与目标之间的可能发生的碰撞问题，利用超二次曲面来描述空间非合作目标和抓捕航天器的外形，建立复合人工势场；同时对于出现的复合干扰，设计了非线性干扰观测器对其进行估计，并在控制律的设计中进行抵消；最后，将滑模面与人工势场相结合，设计了安全鲁棒的控制律。
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公开(公告)号：CN111360828A
公开(公告)日：2020-07-03
申请号：CN202010157734.6
申请日：2020-03-09
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于多指机构的三维空间翻滚目标包络抓捕方法，包括：S100，根据多指机构的各个手指4的基关节之间的相对位置关系以及各个手指4自身的构型描述，建立多指机构的结构描述模型，S200，根据多指机构能够约束住三维空间翻滚目标运动时，多指机构和三维空间翻滚目标之间应当满足的条件，推导多指机构的有效包络条件；S300，根据多指机构包络算法，寻找出满足包络条件的有效多指机构构型。本方法在对空间翻滚目标进行抓捕时，具有不需要抓捕点、不需要精确的目标信息、对目标几何外形具有更好的兼容性以及仅通过简单的位置控制就能够实现对目标运动约束的优点。
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公开(公告)号：CN114020026B
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202111308734.2
申请日：2021-11-05
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明一种基于扩张状态观测器的固定时间多航天器编队抓捕方法及系统，方法包括：建立多航天器之间的相对运动的坐标系，进而得到抓捕航天器的相对位置运动模型、相对姿态运动模型和基于超二次曲面的人工势场模型；构建固定时间收敛的相对位置控制的扩张状态观测器；结合基于超二次曲面的人工势场模型得到相对位置控制的非奇异固定时间终端滑模控制律；构建固定时间收敛的相对姿态控制的扩张状态观测器；结合基于超二次曲面的人工势场模型得到相对姿态控制的非奇异固定时间终端滑模控制律；采用控制律实施抓捕。该方法将其与固定时间非奇异滑模控制律相结合，以保证抓捕者对目标抓捕过程中的任务时间约束以及控制精度要求。
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公开(公告)号：CN117852306B
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202410238547.9
申请日：2024-03-04
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/12 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开一种基于相对动量矩定理的变体高速飞行器动力学建模方法，涉及飞行器动力学与控制技术领域，所述方法包括：对飞行器进行物理抽象和假定简化，得到多刚体系统；飞行器为变体高速飞行器；多刚体系统包括：机身、左机翼和右机翼；基于多刚体系统，选取广义坐标向量，进行运动学分析，并基于质点系质心平动定理和相对动量矩定理进行动力学建模，得到矢量形式动力学模型；通过坐标投影，将矢量形式动力学模型转换为初始标量形式动力学模型；对初始标量形式动力学模型进行简化，得到简化后的标量形式动力学模型。本发明精确描述了飞行器变体运动与飞行运动之间的耦合。
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公开(公告)号：CN116796648A
公开(公告)日：2023-09-22
申请号：CN202310856415.8
申请日：2023-07-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/27 , G06F30/28 , G06N3/04 , G06N3/084 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于气液混输计算技术领域，具体涉及一种基于物理神经网络的流场掺混计算方法。具体技术方案为：对纳维斯托克斯方程的粘性项进行预训练；对对流扩散方程的扩散项进行计算，获得在气体组分中液体的扩散系数；分别将包含粘性项的纳维斯托克斯方程及包含扩散项的对流扩散方程作为物理约束，被编码到物理神经网络的损失函数中进行训练；输入优化后的粘性项和扩散项至物理神经网络模型，进行物理方程求解。在网络中加入优化扩散项和粘性项的部分，改善了网络精度。利用神经网络优越的插值性能，提高了计算过程的稳定性以及迭代的收敛性。
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