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复杂环境下无人集群系统自主协同关键技术 被引量：18
1
作者 向锦武 董希旺 +3 位作者 丁文锐 索津莉 沈林成 夏辉 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期325-357,共33页
在高动态、不确定、资源受限等复杂环境下,无人集群系统执行协同区域搜索、集群优化调度等任务将会面临“感知—判断—决策—行动(OODA)”回路各个领域的挑战。为了提升无人集群系统的任务场景适应能力,必须突破复杂环境下无人集群系统... 在高动态、不确定、资源受限等复杂环境下,无人集群系统执行协同区域搜索、集群优化调度等任务将会面临“感知—判断—决策—行动(OODA)”回路各个领域的挑战。为了提升无人集群系统的任务场景适应能力,必须突破复杂环境下无人集群系统自主协同关键技术。以复杂环境下大规模异构无人集群鲁棒自主协同理论为基础,探讨了复杂环境下无人集群系统自适应异构体系架构设计与建模方法,梳理了复杂环境下高维态势分布式感知与认知、可引导、可信任、可进化的智能决策、复杂环境下无人集群系统自主协同控制3个科学问题。首先综述了复杂环境下无人集群系统自主协同的研究进展;其次,分析了无人集群系统OODA任务回路面临的挑战;然后,初步梳理了复杂环境下无人集群系统自主协同涉及的各项关键技术及其进展;最后,给出了无人集群系统自主协同领域未来发展的思考。 展开更多
关键词 无人集群系统 异构体系架构 分布式感知与认知 智能决策与规划 协同控制 仿真应用验证
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长航时无人机关键技术研究进展 被引量：19
2
作者 向锦武 阚梓 +3 位作者 邵浩原 李华东 董鑫 李道春 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期57-77,共21页
为研究长航时无人机发展趋势及面临的技术难题,对长航时无人机的发展现状及关键技术进行了分析与总结.长航时无人机留空时间长,作业覆盖区域广,在高空巡航作业时受天气和大气上下对流的影响小,具备广阔的应用前景.首先以常规动力和新能... 为研究长航时无人机发展趋势及面临的技术难题,对长航时无人机的发展现状及关键技术进行了分析与总结.长航时无人机留空时间长,作业覆盖区域广,在高空巡航作业时受天气和大气上下对流的影响小,具备广阔的应用前景.首先以常规动力和新能源动力分类,总结了当前国内外长航时无人机的主要型号,回顾了长航时无人机的发展历程.然后,根据长航时无人机高升力、高升阻比和缓失速气动需求,复合材料大展弦比机翼大柔性特征以及长航时无人机任务环境复杂等特点,总结了长航时无人机发展过程中亟需解决的关键技术难题,包括高效气动综合设计技术、大展弦比机翼气动弹性分析和主动控制技术、复合材料气动弹性剪裁技术、柔性飞行动力学建模和控制技术以及无人机自主导航技术等.最后,结合国外长航时无人机的发展特点,提出了我国长航时无人机的发展建议.研究表明:常规动力中空长航时无人机得到了比较广泛的应用,但新能源动力长航时无人机多数还处于研究样机研制阶段.续航时间在一周以上的"超长航时"无人机技术成为各航空强国关注的焦点.长航时无人机系统的智能化、协同化和网络安全是未来发展的主要方向. 展开更多
关键词 长航时无人机 气动优化设计 大展弦比复合材料机翼 非线性气动弹性 主动控制技术 飞行轨迹控制 自主导航
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飞行器旋转翼折展过程动稳定性研究进展
3
作者 甘文彪 左振杰 +3 位作者 向锦武 赵忠良 蔡军 马上 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1053-1064,共12页
旋转翼是一种可绕固定轴旋转变体的机翼,广泛应用于新型无人机、巡飞弹、航空炸弹等飞行器,其折展过程中的动稳定特性是决定旋转翼飞行器设计成败的关键基础问题。基于此,梳理了近年来飞行器旋转翼折展过程动稳定机理的研究进展。介绍... 旋转翼是一种可绕固定轴旋转变体的机翼,广泛应用于新型无人机、巡飞弹、航空炸弹等飞行器,其折展过程中的动稳定特性是决定旋转翼飞行器设计成败的关键基础问题。基于此,梳理了近年来飞行器旋转翼折展过程动稳定机理的研究进展。介绍了旋转翼发展历程及其面临的折展动稳定关键问题;从非定常气动数值模拟、非定常动态特性数值模拟、CFD/RBD一体化耦合数值模拟3个层次阐述了折展过程动稳定数值模拟进展;介绍了旋转翼折展扰动下的非线性动力学建模及动稳定性分析的现状;分析了旋转翼折展动稳定性机理的风洞试验验证情况;总结了旋转翼折展过程动稳定研究面临的科学问题,并提出了可行的研究方向。 展开更多
关键词 非定常流 旋转翼 气动运动耦合 动力学机理 动态分析
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低空自由飞行短期冲突探测算法 被引量：14
4
作者 刘洋 向锦武 +1 位作者 罗漳平 金万增 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1873-1881,共9页
针对低空自由飞行航线自主的特点,提出了一种概率型的短期冲突探测算法。算法考虑导航误差、控制误差及风扰动引起的飞行器位置预测误差,建立了合理的误差模型,以计算短期内飞行器之间的瞬时冲突概率;采用坐标变换以及扩展冲突区域,提... 针对低空自由飞行航线自主的特点,提出了一种概率型的短期冲突探测算法。算法考虑导航误差、控制误差及风扰动引起的飞行器位置预测误差,建立了合理的误差模型,以计算短期内飞行器之间的瞬时冲突概率;采用坐标变换以及扩展冲突区域,提出了三维空间内机动飞行情况下,计算冲突概率的近似解析算法。通过与Paielli和Erzberger(P&E)提出的近似算法及Monte Carlo仿真算法的比较,表明本文算法提高了计算冲突概率的准确性,且计算复杂性远远低于Monte Carlo算法,满足低空自由飞行的实时性要求,可实现复杂环境下的冲突探测。 展开更多
关键词 自由飞行 航迹预测 冲突探测 冲突概率 布朗运动
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基于外形关键指标的越野车设计
5
作者 王华杰 向进武 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期225-229,共5页
为了更好地提升越野车外形的设计品质,指导设计师精准把握越野车外形设计的方向,本文对越野车外形进行研究,分析各种因素影响下的越野车外形特征,构建了越野车的外形特征体系,梳理出越野车外形特征;运用层次分析法对相关指标进行研究,... 为了更好地提升越野车外形的设计品质,指导设计师精准把握越野车外形设计的方向,本文对越野车外形进行研究,分析各种因素影响下的越野车外形特征,构建了越野车的外形特征体系,梳理出越野车外形特征;运用层次分析法对相关指标进行研究,形成越野车外形特征的重要性顺序。在设计实践部分,设计师重点关注重要性强的指标,完成了越野车的外形设计,该产品在市场上获得了消费者的认可。实践表明,构建的越野车的外形指标的方法有助于指导设计师的设计实践活动,提升设计师设计越野车辆外形的精准度,同时也对其他产品的外形设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 越野车 外形设计 外形特征 层次分析法 重要度
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面向制造成本的变刚度复合材料结构优化设计 被引量：1
6
作者 陈世泽 李道春 向锦武 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2423-2431,共9页
传统的复合材料结构设计方法未能有效利用复合材料的面内设计空间,变刚度结构的实用化为复合材料结构效能的提升提供了新的机会。使用制造工艺成本模型,以制造成本为目标函数,建立结构性能约束和制造约束,通过路径函数法和平移法对一型... 传统的复合材料结构设计方法未能有效利用复合材料的面内设计空间,变刚度结构的实用化为复合材料结构效能的提升提供了新的机会。使用制造工艺成本模型,以制造成本为目标函数,建立结构性能约束和制造约束,通过路径函数法和平移法对一型大展弦比机翼进行变刚度设计,建立了以制造成本为目标的变刚度复合材料结构设计优化方法,实现制造成本减少23.87%,结构减重35.58%,并分析了不同纤维路径对变刚度结构构型设计、性能、质量和制造过程的影响。 展开更多
关键词 复合材料 变刚度 制造成本 结构优化 遗传算法
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直升机人机协同控制方法研究与飞行验证
7
作者 金子博 李道春 +2 位作者 孙毅 张凯 向锦武 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3022-3030,共9页
人机协同系统可以充分发挥人类智慧的优越性和机器人作业的高精度与高效率,被广泛应用于决策指挥、工业控制和医疗手术等领域。飞行员驾驶飞行器时需要实时处理大量信息并给出精准操控,操纵负担大。基于典型单旋翼直升机的操控特点,设... 人机协同系统可以充分发挥人类智慧的优越性和机器人作业的高精度与高效率,被广泛应用于决策指挥、工业控制和医疗手术等领域。飞行员驾驶飞行器时需要实时处理大量信息并给出精准操控,操纵负担大。基于典型单旋翼直升机的操控特点,设计一种直升机协同驾驶机器人系统,驾驶机器人连接直升机周期变距杆控制直升机的俯仰运动和滚转运动,飞行员通过总距杆和脚蹬控制直升机的航向运动和升降运动。协同驾驶机器人可以在不改装原有直升机的基础上实现一种新型的人机协同飞行控制,快速提升现有直升机的自动化水平和飞行员在应急情况下的生存能力。研究驾驶机器人控制系统模型,建立适用于直升机人机协同控制的飞行模拟平台,通过飞行员在环飞行仿真初步验证了人机协同控制方法的可行性。在飞行仿真验证的基础上研制了驾驶机器人样机,并将样机搭载在SVH-4直升机上完成飞行实验验证。 展开更多
关键词 人机协同 直升机 驾驶机器人 飞行控制 飞行实验
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超高速飞行器平尾大迎角气动弹性特性研究
8
作者 郝帅 马铁林 +3 位作者 王一 张子伦 罗文莉 向锦武 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期983-993,共11页
临近空间超高速飞行器在飞行过程中受到外部干扰作用时会出现大迎角飞行姿态,此时需大角度偏转全动平尾进行配平,带来平尾大迎角下的气动弹性问题。采用计算流体力学/计算固体力学/计算热力学(CFD/CSD/CTD)耦合方法分析了一种超高速飞... 临近空间超高速飞行器在飞行过程中受到外部干扰作用时会出现大迎角飞行姿态,此时需大角度偏转全动平尾进行配平,带来平尾大迎角下的气动弹性问题。采用计算流体力学/计算固体力学/计算热力学(CFD/CSD/CTD)耦合方法分析了一种超高速飞行器全动平尾的气动弹性特性,重点研究了大迎角下平尾的气动响应及结构变形特点。结果表明:各迎角时的气动力曲线均出现波动,随时间变化逐渐衰减至平衡位置。迎角越大,初始振幅越大,气动力系数减小的比例越大,但随时间衰减得越快。平尾存在弯曲/扭转耦合现象,结构变形导致表面压力分布发生变化,使得整体压力减小、升力系数降低,迎角越大现象越明显。平尾最大应力在迎角30°时达1.2 GPa,已达到所用镍合金材料的屈服强度极限。应在结构设计时在翼轴与平尾接触部位附近加强,或在控制方案设计时限制全动平尾的工作角度。结构发生轴向与法向变形,轴向变形主要由气动热引起,法向变形由气动力和气动热共同引起。 展开更多
关键词 超高速 全动平尾 大迎角 气动弹性 响应特性
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基于CAP准则的柔性飞机飞行品质研究
9
作者 张聪 谭溥学 +2 位作者 李道春 董昊 向锦武 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2018年第5期533-536,541,共5页
飞机柔度增加对飞机飞行品质特性有较大影响,传统针对刚性飞机飞行品质的评价指标不能满足柔性飞机飞行品质的评价。研究分别建立刚性和柔性飞机飞行动力学线化模型,并对比两者的频域与时域响应曲线,分析刚性飞机和柔性飞机的性能。针... 飞机柔度增加对飞机飞行品质特性有较大影响,传统针对刚性飞机飞行品质的评价指标不能满足柔性飞机飞行品质的评价。研究分别建立刚性和柔性飞机飞行动力学线化模型,并对比两者的频域与时域响应曲线,分析刚性飞机和柔性飞机的性能。针对柔性飞机飞行品质评价指标的不足,对已有CAP(control anticipation parameter)准则中的指标进行修正,将结构模态频率引入评价指标公式。分别计算刚性飞机和柔性飞机CAP值与阻尼比关系曲线。对比发现,高速、大柔性飞机CAP值相对刚性飞机CAP值偏离较大,影响飞机飞行品质。 展开更多
关键词 飞行力学 柔性飞机 飞行品质 CAP准则
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