基于多孔介质模型的钾热管数值模拟

为研究钾热管内传热传质机理,对钾热管进行了数值模拟。建立了固液气三相耦合数学模型。其中对吸液芯液体流动区域采用了多孔介质模型,该模型考虑了液体流动对热管传热性能的影响。利用PHOENICS3.6对数学模型进行数值计算,得到了热管内的稳态工作参数。分析模拟结果得到了钾热管内部各相工质传热、传质机理,并与试验数据进行了比较。结果表明,模拟结果与试验数据符合较好。

基于RHC-QPSO算法的无人机动态航迹规划

针对复杂环境下无人机的动态航迹规划问题,在量子粒子群优化算法基础上,提出一种RHC-QPSO航迹规划算法。该算法采用四叉树建立实时环境模型,以QPSO算法为基础进行无人机航迹寻优,利用卡尔曼滤波对空间中动态威胁进行轨迹预估,结合RHC方法,对动态威胁采取主动规避策略,选取最小化φ,ψ,θ及a为过程性能指标,并将其作为每一个滚动优化窗口的优化指标。仿真实验结果表明,该算法不仅能够实时、有效地完成具有一定先验地图知识下无人机的动态航迹规划,而且防止无人机在规划过程中为规避动态威胁进行大机动动作,在一定程度上改善了航迹平滑度,提高无人机安全性。

三体对抗策略的预警机主动防御最优协同制导算法

针对预警机机动能力有限,在空战中易受到敌方先进导弹的"瞄准斩首"威胁的作战情况,研究由预警机或者护航机发射防御导弹以对抗来袭导弹,并在战场感知、信息共享、战术协同的条件下,预警机进行规避动作的主动防御方法设计。充分利用最优控制理论,在研究推导二维平面下目标飞机、防御导弹、目标导弹组成的三体攻防对抗问题中最优协同制导算法的基础上,通过三维空间主动防御过程的二维投影的方法,将三维主动防御制导律设计问题转化为两个相互约束的二维平面制导律(水平面和垂直面)设计问题,实现了协同制导律从二维向三维的扩展。仿真结果表明,相对于传统的拦截制导算法,所提出的制导算法不仅满足所需的拦截精度,而且具有较小的拦截过载,具有一定的优越性。

二对一主动防御的最优协同制导算法研究

针对防御导弹拦截攻击导弹的空战场景,提出了一种二对一主动防御的最优协同制导算法,该算法在传统一对一最优制导算法的基础上,加入了第二枚防御导弹对高价值目标飞行器进行保护,并对二对一作战模式下最优协同制导律进行推导。仿真结果表明,与比例导引(PN)制导律相比,通过引入最小化相对末端截距角偏离量优化指标,将两枚防御导弹相对距离保持在一个很小的范围,达到了很好的协同拦截效果,并使防御导弹控制能量消耗减小,从而验证了最优协同制导律的有效性和优越性。

基于ESO的六旋翼无人机反演滑模控制器设计

针对六旋翼无人机建模过程中存在非建模动态、飞行过程中存在不确定外界干扰的轨迹跟踪控制问题,设计了一种基于扩张状态观测器的反演滑模控制器。首先,利用扩张状态观测器(ESO)进行扰动项的实时估计和系统状态的在线观测;然后,结合反演和滑模控制理论方法设计控制器,以消除系统不确定性和外界干扰带来的影响,并基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统跟踪误差最终有界收敛;最后,通过仿真试验和飞行试验验证了所设计飞行控制算法的有效性。研究结果表明,存在不确定外界干扰的情况下,所设计的方法依然可以实现预定轨迹的稳定跟踪,有效提高了其抗干扰能力。

一种用于弹道导弹助推段的多机协同探测方法

针对远程弹道导弹助推段协同探测问题,在双机协同探测的基础上,提出了一种试探机动轨迹优化与三轴分离IMM-EKF (TASIMM-EKF)滤波算法相融合的多机协同探测方法。首先,考虑到探测无人机自身位置对于目标定位精度的影响,提出了采用试探机动轨迹优化策略对各探测无人机进行轨迹优化。同时,提出了一种三轴分离IMM-EKF滤波算法。仿真结果表明,该方法能有效提高状态估计精度,缩短估计时间,对机动目标状态估计表现出良好的性能。