- 王昱;陈毅;刘沅浩;王迪;魏长赟;
针对艇载无人机的自主降落问题,提出一种基于模糊视觉伺服的艇载无人机自主降落控制方法。首先,构建基于视觉伺服的无人机-艇相对运动模型。其次,在控制结构上采用基于图像的视觉伺服方法实现位置控制,并在姿态回路中引入串级模糊PID控制器,以实现控制参数的在线调节,提升系统对模型不确定性和外部扰动的适应能力。最后,与基于传统PID的视觉伺服控制方案进行对比仿真,结果表明在x、y、z位置及横滚、俯仰、偏航姿态等六个自由度上,所提方法的积分绝对误差分别降低了56.64%、53.38%、45.13%、89.29%、87.24%和92.89%,显著提升了艇载无人机在动态着艇工况下的姿态控制性能并在位置控制上取得了不同程度的改善,验证了所提控制方法的有效性。
2026年01期 v.9 38-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2567K] [下载次数:86 ] |[阅读次数:0 ] - 朱润泽;于金飞;刘加朋;于金鹏;
针对欠驱动柔性关节机械臂的运动控制问题,提出了一种结合扩展卡尔曼滤波的自适应预测控制策略,实现了在噪声扰动和外界干扰下系统对期望轨迹的跟踪。首先,基于建立的系统动力学离散模型,构建模型预测控制器,通过预测系统未来状态并优化控制输入,有效解决了欠驱动柔性关节机械臂中自由度之间的非线性耦合问题。其次,利用扩展卡尔曼滤波技术融合非线性动态模型与测量数据,有效抑制了传感器噪声和外界扰动,提高了状态估计的精度,保证了控制器在预测与优化过程中的准确性与稳定性,形成了状态估计-预测优化-反馈校正的闭环控制架构。最后,通过分析证明了系统的输入-状态稳定,仿真实验对比验证了所提控制策略的有效性。为后续融入动态事件触发、优化资源配置及提升求解效率奠定研究基础。
2026年01期 v.9 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1092K] [下载次数:103 ] |[阅读次数:0 ] - 叶坪;安宣谊;田维勇;
针对多太阳能无人机协同任务分配问题,考虑太阳能无人机的能量状态与任务之间的耦合关系,基于剩余平均功率指标,面向多种不同类型目标,旨在创新性地提出一种考虑能量耦合的多太阳能无人机任务分配机制,建立了基于剩余平均功率最优的协同任务分配模型;并设计了一种改进离散蝙蝠群(IDBSA)任务分配算法。首先,定制蝙蝠群个体染色体编码方式;其次,针对蝙蝠群算法随机漫步策略求解任务分配问题的不足,提出了一种多变异组合算子组合的局部搜索策略替代蝙蝠群随机漫步策略,提高蝙蝠群算法对解空间的探索能力。仿真结果表明,考虑能量耦合的多太阳能无人机任务分配机制能够从能量角度,为太阳能无人机实现能量最优的协同任务分配,在完成所分配任务的同时收集更多太阳能;所提IDBSA算法能够有效求解太阳能无人机任务分配问题,针对协同任务分配问题,其最优性和鲁棒性优于遗传算法和粒子群算法。为太阳能无人机在长航时、多任务场景下的能量管理与任务规划提供了有效的理论方法和技术支撑,具有重要的工程应用前景。
2026年01期 v.9 61-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 989K] [下载次数:47 ] |[阅读次数:0 ] - 王晓喆;胥瑞康;刘佺鑫;邱华鑫;万志强;
无人飞行器的飞行动力学模型、导引律与控制律是轨迹规划与优化及飞行品质评估的基础,但其精度易受飞行器质量、发动机推力、导引头噪声等多源不确定因素干扰,导致路径偏离。针对该问题,以导弹为研究对象,建立一套可量化考虑上述不确定因素的飞行动力学与导控一体化分析框架。首先,构建六自由度非线性动力学模型并线性化;其次,基于极点配置设计三通道自动驾驶仪,结合比例导引律形成完整导控回路;接着,嵌入参数不确定性,通过蒙特卡洛打靶获取脱靶量区间分布;最后,采用Sobol’全局敏感度分析辨识关键误差源。结果表明,在静止目标、匀速直线运动目标及圆周运动目标场景下,脱靶量主要受气动参数与满载质量耦合影响,该方法可为无人飞行器的不确定性仿真分析及可靠性与鲁棒性设计提供有效参考。
2026年01期 v.9 76-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1492K] [下载次数:57 ] |[阅读次数:0 ] - 孙大洋;尹铎城;徐睿阳;周昊燃;范宇哲;
随着无人机“黑飞”问题日益凸显,无人机检测与定位技术受到了广泛关注。由于时差估计是到达时差(TDOA)定位的核心,为确定适用于无人机信号的最优时差估计算法,对广义互相关(GCC)、多重信号分类(MUSIC)算法以及小波变换分析三种算法进行综合评析与仿真实验。首先,对上述算法的国内外研究进行梳理,并从抗干扰能力、计算量和适用范围等角度对上述时差估计算法进行对比分析。其次,通过基于正交频分复用(OFDM)信号的时差估计仿真实验,得出在高斯噪声环境下,GCC呈现最高的估计精度,在30 dB下达到0.398%的相对误差;同时,还设置了各算法的运行时间以及对不同噪声的鲁棒性测试实验,并进行结果分析与原因探究。最后,总结各实验表现,得出GCC为无人机信号时差估计最优算法,并探讨了时差估计的后续研究方向和前景。
2026年01期 v.9 90-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K] [下载次数:67 ] |[阅读次数:0 ] - 诸云;于明爽;蔡浩;许晋宇;
针对多车协同编队系统中队形变换灵活性不足与经济性有限的问题,提出一种基于动态领导者的避障协同控制算法(OACC-DL)。该算法先借助图论建立车辆间的交互拓扑结构,通过安全半径构建避障函数,并结合李雅普诺夫方法判定系统稳定性;然后在此基础上,采用简化自行车模型建立一致性运动模型与领导-跟随结构,设计一种融合距离与角度的奖励机制,实现领航车辆的动态择优与自主切换;最后,在分布式结构下生成瞬时质心向量,以实现集群的聚合与运动一致性保持。通过三组仿真实验验证算法性能:首先,与固定领导者策略相比,动态领导机制在保证安全与一致性的前提下,平均每行驶88.3177 m可减少总路径25.812 m,时间效率提升20.36%;其次,与模型预测控制(MPC)算法和势函数控制算法对比表明,OACC-DL在控制效率和控制效果方面均表现更优;最后,在复杂路况中验证整体集群路径跟踪与避障能力,并通过计算奖励函数验证领导者切换的合理性与时效性,显著增强了系统在动态环境中的灵活性、经济性与可靠性。
2026年01期 v.9 102-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K] [下载次数:59 ] |[阅读次数:0 ] - 杨秦一;彭建平;
新一代先进布局无人机通常采用翼身高度融合的飞翼式布局设计以及飞发一体化的设计方法。首先,为满足飞发一体化以及飞行器方案快速设计的需求,以某飞翼布局无人机的气动外形为基础,建立无人机参数化模型;其次,结合网格自动生成技术、数值仿真计算以及非劣二代遗传算法(NSGA-Ⅱ),并基于ISIGHT搭建了一套完整的无人机外形及进排气优化平台;然后,在保外形条件下对无人机进排气以及机身翼型剖面进行多目标优化设计;最后,优化结果表明,在设定工况下,优化后的无人机升阻比提高了7.88%,进气道总压恢复系数提高了2.5%,气流畸变指数降低了28.93%,优化效果明显。所提算法可为飞翼布局无人机在初始设计阶段的自动化快速方案设计提供可靠参考。
2026年01期 v.9 115-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 997K] [下载次数:52 ] |[阅读次数:0 ] - 王磊;韩艳铧;李远杰;刘大龙;李涛;
针对理想二体条件下求解的兰伯特初制导脉冲因轨道摄动导致实际终端出现较大偏差、难以实现初末制导平稳交接的问题,开展了一种基于动态修正因子的迭代修正算法研究。首先,利用普适变量法求解二体兰伯特问题,分析了不同空间摄动因素对初制导精度的影响,建立了J2摄动下的拦截器动力学模型;随后,提出了基于动态修正因子的迭代修正算法,通过在传统打靶法中引入自适应调整的修正因子,补偿J2摄动对初制导的影响,并阐述了该算法的流程及设计原则;然后,基于所提算法以燃耗—拦截时间综合指标最优为目标,确定了最优初制导脉冲;最后,通过STK/HPOP模块验证了算法的正确性,并与微分修正算法和状态空间摄动法进行性能对比,所提算法在终端偏差、计算效率及燃耗最优性方面均表现更优,收敛成功率更高,算法具备随误差大小非线性变化的增益策略,实现了全局收敛速度与局部收敛精度的自适应平衡,能够保障初末制导的可靠交接。
2026年01期 v.9 124-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1191K] [下载次数:26 ] |[阅读次数:0 ]