摘要：南京航空航天大学数字电路与系统设计是探测制导与控制、自动化、电气工程与自动化、测控技术与仪器等航空航天特色专业的技术基础课和必修主干课。航空航天专业特色对数字电路与系统设计教学提出了具体要求。该文深入分析了南京航空航天大学航空航天特色专业数字电路与系统设计课程教学存在的若干问题,从教学内容与教学资源推陈出新、教学/考核方式丰富创新、空天报国情怀与专业技能融合培养等多个方面,对航空航天特色专业数字电路与系统设计教学改革进行探索与思考,为提高数字电路系列课程教学水平、培养新形势下航空航天后备人才提供支撑。

摘要：四旋翼无人机在飞行过程中易受到难测量的非线性多源干扰,进而影响系统的稳定性和控制精度。针对此问题,提出了一种基于自适应神经网络的鲁棒轨迹跟踪控制策略。首先,将四旋翼无人机的跟踪问题转化为对位置子系统和姿态子系统的期望指令跟踪控制问题,针对2个子系统设计基于干扰估计器的控制策略,使系统快速逼近期望轨迹;其次,针对干扰估计器存在估计误差问题,在位置子系统引入了自适应神经网络补偿,实现非线性多源干扰的高精度补偿;最后,通过仿真与实验验证所提控制策略的性能。实验结果表明,所提控制策略在快时变干扰下仍然能够实现期望轨迹跟踪控制,风扰环境下悬停和圆形轨迹跟踪的位置控制精度分别达到0.02m和0.1m,姿态控制精度达到0.1°。

摘要：奇次谐波重复控制(ORC)能够有效抑制单相并网逆变器系统低频奇数次谐波。然而,由于ORC内模固有的延时环节,其谐波抑制特性和动态性能仍需进一步改善。为此,提出了一种具有前馈通道的新型ORC(NORC),其在奇次谐波频率处具有更高的增益和更宽的谐振带宽。首先,在分析传统ORC内模的基础上,提出了具有前馈通道的NORC的内模;其次,分析了NORC的控制系统结构和稳定性,以及谐波抑制特性;接着以单相LCL型并网逆变器为例,给出了NORC的参数设计流程;最后,通过实验对比验证了所提NORC策略能够在电网频率波动时更有效的抑制奇数次谐波,并具有更快的动态响应速度。

摘要：针对不确定环境下的目标分配问题,本文建立了相应的评估及分配模型。构建空战态势评估指标体系,并用区间层次分析法(interval analytic hierarchy process,IAHP)和模糊优选法确定指标的主客观权重。然后建立相应的不确定环境下多目标优化攻击效能评估模型,将协同多目标攻击决策问题转化为导弹攻击配对优化问题。进一步提出一种基于区间灰数的模拟退火遗传算法(interval grey number-simulated annealing genetic algorithm,ISAGA)用于该决策问题的求解,设计了选择操作和相应的模拟退火机制,有效防止算法陷入局部最优。最后根据寻优所得的解确定合理的攻击方案。仿真结果表明:所提出的算法可以胜任不确定环境下目标分配问题的评估和寻优,并且在10步以内能够找到比较好的解,这在一定程度上是对传统的目标分配问题的完善。

摘要：多无人机在协同跟踪地面移动目标上具有鲁棒性强、侦查精度高、任务效率高等优点,因此具备重要的研究意义。为了解决传感器信息受限存在的局限性,如何利用尽可能少的目标状态信息实现对目标的稳定跟踪是当前固定翼无人机实现定距盘旋跟踪的主要问题之一。首先,针对地面目标,设计了一种基于距离变化率的无人机定距盘旋跟踪制导律,相比于其他制导律所需的目标信息更容易获取;其次,在跟踪稳定的基础上,为了解决单无人机可能存在视线被干扰丢失目标的情况,设计了邻机之间相位差相等的多无人机协同制导律,将两个制导律相结合形成的多无人机协同目标跟踪制导律,用以解决多无人机协同目标跟踪制导问题;再次,设计了相应的李雅普诺夫函数,证明多无人机协同跟踪闭环系统的稳定性;最后,通过对变速移动目标的跟踪实验仿真,其结果验证了该方案的有效性与可行性。

摘要：研究某中小型固定翼无人机在风干扰环境下的制导控制问题,对无人机路径跟随制导算法进行了改进。结合该无人机的姿态控制系统与路径跟随问题模型,设计了一种基于向量场的侧向制导算法,该算法只考虑侧偏距作为影响航线角指令变化的唯一因素,代替了基于PID的侧向制导算法,并与PID纵向制导算法进行了融合。通过数字仿真实验和半实物仿真实验验证了改进后算法的有效性和优越性,无人机路径跟随性能明显更优,抗风干扰能力显著提升。

摘要：针对战斗机大机动飞行输入饱和问题,提出了一种自适应神经网络动态面控制方法。采用径向基(RBF)神经网络逼近飞机系统的不确定性,利用双曲正切函数处理系统的输入饱和问题,根据饱和受限后的实际控制输入与期望控制输入之差定义新误差变量,结合该误差变量设计大机动飞行控制律,并构造鲁棒项抵消神经网络逼近误差、外部干扰和建模误差的影响,利用动态面控制技术避免对虚拟控制器的复杂求导并减小计算量。根据Lyapunov稳定性定理证明了闭环控制系统所有信号有界,且通过选择合适的设计参数能够使姿态角跟踪误差收敛到原点的任意小邻域内。通过仿真结果的分析,验证了所提方法具有较好的鲁棒性和稳定性。

摘要：为实现飞翼无人机的机动飞行,以带有流体矢量方向舵的飞翼无人机为设计对象,采用非线性设计方法设计了控制器,并进行飞行验证.针对飞翼无人机的机动飞行控制存在各种耦合和扰动的特点,设计内环线性化解耦以消除已知不利的耦合项,外环反步跟踪方法进行航迹跟踪的控制律结构,证明了该控制结构的稳定性.同传统反步控制方法相比,该控制器增加了内环解耦结构,并在控制结构中保留气动阻尼项,使得线性化后的系统为弱非线性系统.该结构不仅可以降低外环控制器设计的保守性,而且便于工程实现.仿真和飞行试验表明,该控制方案是有效的.

摘要：当前胚胎硬件的实际工程应用受到限制,原因在于其应用设计自动化程度低,功能分化主要由人工完成,导致大规模电路功能分化难以实现.基于大规模电路功能分化的需要,针对典型多层胚胎硬件结构,提出了胚胎硬件功能的层次式有向超图描述及其存储方式,开发了基于正则匹配的硬件语言描述到层次式有向超图的转换算法,从而有效地将胚胎硬件功能分化问题转换为不同粒度的超图划分问题.为了建立分粒度层次式有向超图模型,进而设计并实现了胚胎硬件的硬件语言描述到有向超图的转换系统(Hypergraph For Embryonics,HGFE).实验及分析表明,该系统适用于几十门至几万门的测试电路,为胚胎硬件功能分化提供了良好的图论模型,并和有向无环图对比,建模时间减少了至少28.7%,存储空间减少了至少30.1%,验证了该方法的优越性.

摘要：针对多无人机协同执行任务过程中遭遇执行器增益故障下的安全飞行控制问题,设计了1种预设性能反步容错姿态跟踪控制方案,以实现故障下的多无人机姿态同步跟踪控制。首先,定义飞行器的姿态同步跟踪误差和姿态角速率跟踪误差,分别利用预设性能函数对2种误差进行约束,将不等式约束转化为等式约束。其次,基于转换误差设计反步容错姿态同步跟踪控制器,应用Nussbaum函数解决由增益故障引起的未知控制增益问题。Lyapunov稳定性分析表明,姿态同步跟踪误差与姿态角速率跟踪误差稳定且收敛。仿真结果验证了控制方案的可行性以及有效性。