航空航天特色自动化专业人才融合创新培养与实践

新一轮科技革命对工科专业人才培养提出了新要求。南京航空航天大学自动化专业近年来在学生理想信念教育、航空航天+人工智能特色课程体系改革、综合实践环境建设和人才培养的国际化等方面开展了全面的建设和改革,取得了一定成效。促进了学科专业协同发展、校企合作和国际合作的深化,学生培养质量得到了显著提升,可为行业特色高水平大学工科专业人才培养提供参考。

具有输入输出约束的无人直升机预设性能安全跟踪控制

针对无人直升机姿态与高度系统存在未知外部干扰、输入饱和、姿态与高度约束等问题,本文提出一种具有输入输出约束的预设性能安全跟踪控制方法.首先,针对无人直升机的姿态与高度约束,通过设计一类边界保护算法,构建了新的安全期望跟踪信号.为了保证系统对于安全期望跟踪信号的跟踪性能,将预设性能函数与边界保护算法进行结合,并对跟踪误差进行转换.针对系统的输入饱和现象,使用Sigmoid函数进行逼近;同时,针对饱和函数的逼近误差与未知外部干扰构成的复合干扰,采用参数自适应方法对其上界进行逼近.然后,结合反步控制方法设计了安全跟踪控制器,并通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统所有信号的收敛性,保证了无人直升机的安全跟踪性能.最终,通过数值仿真验证了所提控制方法的有效性.

益气血法经后增殖方在多囊卵巢综合征患者促排卵中的临床疗效研究

【目的】观察益气血法经后增殖方(由党参、白术、茯苓、熟地黄、白芍、当归、川芎、鹿角霜、山萸肉、菟丝子、杜仲等组成)对多囊卵巢综合征(PCOS)所致排卵障碍性不孕患者促排卵治疗中的排卵率和妊娠率的影响,探讨其治疗效果及可能的作用机制。【方法】将60例PCOS所致排卵障碍性不孕患者随机分为治疗组和对照组,每组各30例。对照组给予枸橼酸氯米芬胶囊促排卵治疗,治疗组在对照组的促排卵方案基础上于月经或孕激素撤退性出血第5天开始同时服用经后增殖方,2组患者均以治疗1个月经周期为1个疗程。观察2组患者月经第2~5天的血清雌二醇(E2)、促卵泡生成素(FSH)、促黄体生成素(LH)、孕酮(P)等性激素水平情况以及月经第2~5天和注射人绒毛膜促性腺激素(HCG)日的血清生长分化因子9(GDF9)、骨形态发生蛋白15(BMP15)水平变化情况,分析2组患者的排卵率、妊娠率和临床疗效。【结果】(1)性激素水平方面:于月经第2~5天,2组患者的血清性激素E2、FSH、LH、P水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)血清GDF9、BMP15水平方面:于月经第2~5天和HCG日,2组患者的血清GDF9、BMP15水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。(3)排卵率和妊娠率方面:治疗组的排卵率和妊娠率分别为93.33%(28/30)、26.67%(8/30),均显著高于对照组的70.00%(21/30)、13.33%(4/30),组间比较(χ2检验),差异均有统计学意义(P<0.05)。(4)疗效方面:治疗组的总有效率为93.33%(28/30),对照组为70.00%(21/30);组间比较(秩和检验),治疗组的疗效明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。【结论】益气血法经后增殖方能提高PCOS所致排卵障碍性不孕患者促排卵治疗中的排卵率和妊娠率,由此推断经后增殖方能提高促排卵治疗中的卵细胞质量及胚胎着床潜能。

新疆康西瓦铅银矿床成矿时代及矿床类型研究

康西瓦铅银矿床位于西昆仑大红柳滩岩体西缘,该矿床主要有四个矿体,矿体呈层状产出,赋存于蚀变大理岩中。野外和显微观察显示,康西瓦铅银矿床主成矿期由早到晚分为三个阶段:(1)黄铁矿-毒砂阶段,(2)方铅矿-黄铁矿-毒砂阶段,(3)碳酸盐阶段。本文以康西瓦铅银矿床主成矿阶段(2)中的方铅矿、黄铁矿、毒砂以及石英为研究对象,分别对方铅矿进行Rb-Sr同位素年代学分析、方铅矿和黄铁矿进行原位S同位素分析、毒砂进行EMPA主量元素分析、石英进行H-O同位素分析。研究获得方铅矿Rb-Sr等时线年龄为207.0±3.6Ma;黄铁矿的δ^(34)S值为-29.7‰~-2.7‰,方铅矿的δ^(34)S值为-11.6‰~-6.1‰,表明成矿物质中硫的来源具有岩浆与地层混合特征;毒砂中的As含量原子百分数在28.17%~32.26%,估算成矿温度为290℃;石英中的δD_(H_(2)O)值为-78.7‰~-69.2‰,δO_(H_(2)O)值为8‰~11.7‰,显示出岩浆水与变质水的混合特征。本次研究认为,康西瓦铅银矿床形成于晚三叠世末,是与岩浆活动有关的中温热液型铅银矿床。

基于事件触发队形优化的多四旋翼无人机协同吊挂运输系统控制

无人机吊挂运输系统控制是近年无人机飞行控制方法与工程应用的热点研究之一.本文提出了一种基于事件触发队形优化的多四旋翼吊挂运输系统控制方法,在实现负载运输的同时,通过动态调整无人机集群队形降低无人机功耗.根据负载的期望受力,通过构建优化算法滚动求解四旋翼集群当前时刻下的最优队形,并利用事件触发机制降低优化问题求解计算量.进而,采用反步法设计协同飞行控制律,并通过李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性,以及有限时间内事件触发次数的有界性.最后,通过数值仿真验证了所提出控制方法的有效性.

无人机非确定性等价自适应容错飞行控制

针对存在执行器复合故障的固定翼无人机跟踪控制问题,本文提出一种基于非确定性等价原理的自适应容错飞行控制策略.该策略能够有效地估计无人机纵向动态中执行器的失效及漂移故障,保证故障发生后闭环系统的最优性能指标.在自适应容错飞行控制设计中,通过引入辅助系统并动态调节因子,构造非确定性等价原理中偏微分方程的近似解,以简化自适应律设计复杂度.此外,借助Lyapunov稳定性分析方法,证明了在所设计的自适应容错控制器作用下闭环系统的稳定性.最后,仿真验证表明所设计的控制方法能够保证故障无人机的闭环系统性能.

考虑岩土分层的不同管材地埋管换热器换热性能研究

以竖直U型地源热泵地埋管换热器为研究对象,考虑岩土分层,设计一种复合管材,模拟分析传统PE管材、复合管材的换热性能,并根据区段能效系数设计复合管材、复合管材+PE管材布置形式,进一步探究两种布置形式的换热性能、经济性。结果表明:地埋管换热器使用复合管材能显著提高换热性能,特别是在进水管段及出水管段下部使用复合管材换热能力明显增强,在出水管段中、上部使用复合管材对提升换热性能不明显;复合管材+PE管材与复合管材布置形式换热性能相差甚小,但复合管材+PE管材布置形式管间热短路影响更小、更经济。

基于HME-ABC算法的多无人直升机时间协同航路规划

针对复杂环境下多无人直升机(unmanned autonomous helicopter,UAH)时间协同航路规划问题,提出了一种基于异维记忆进化策略人工蜂群(hetero-dimensional memory evolution artificial bee colony,HME-ABC)算法.利用蜜蜂的记忆模式与信息交互能力,设计异维记忆进化知识库用来引导种群的更新,避免算法的优化过程陷入局部最优,并提高协同航路的优化效率.仿真结果表明,该算法能够快速地为多无人直升机规划出安全高效的协同飞行航路.

面向阵列式换能器的4通道压控放大滤波电路

针对阵列式换能器信号检测特点,提出相应的后置放大电路设计指标,设计一款4通道压控放大滤波电路。搭建测试平台,对所提电路的4通道一致性、电路固定增益、可调增益及工作频带等指标进行测试。结果表明,电路4通道具有良好的一致性,频带内增益起伏小,固定增益约为40 dB,带外增益衰减明显,可调增益范围为-20~20 dB,工作频带为10.6~15.5 kHz,工作频带存在高频偏移现象,其他指标满足设计要求。4通道压控放大滤波电路设计对阵列式换能器动态小信号检测具有参考意义。

具有输入时滞的集群无人机事件触发协同最优控制

针对带有输入时滞和外部干扰的集群无人机系统,提出了一种基于强化学习的集群无人机事件触发分布式自适应最优控制方法。为了实现最优控制,引入了基于神经网络的强化学习算法,并设计了一种与系统控制性能有关的动态事件触发策略,该策略可以在尽可能降低对一致性控制性能不利影响的前提下,减少通信资源的浪费,同时该策略不存在Zeno行为。此外,在控制器设计过程中,引入了一种含有积分项的坐标变换来处理系统的输入时滞问题。在输入时滞和外部干扰的影响下,所提出的基于干扰观测器的最优分布式协同神经网络控制策略能够保证每个无人机系统所有信号都有界,并且每个无人机系统的输出能够实现一致性。最后,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。

基于改进精英蚁群算法的无人机三维航迹规划

针对三维地图中的无人机航迹规划问题,提出了一种基于改进精英蚁群算法的航迹规划算法。将算法中的状态转移策略与人工势场法进行融合设计,为障碍物和目标点分别设置斥力场和引力场,指导航迹搜索方向。添加约束条件限制,使航迹能实际可飞。随后当信息素更新时,设置双精英蚂蚁策略和混沌扰动,提高算法的全局搜索能力。引入视线算法减少航迹节点数,平滑航迹。仿真结果表明,搜索所得的无人机航迹均符合需求。

益气健脾和胃法治疗脾胃虚弱型慢性萎缩性胃炎患者的疗效

目的:探讨益气健脾和胃法对脾胃虚弱型慢性萎缩性胃炎患者的影响。方法:选取2016年1月至2018年1月攀枝花市中心医院消化内科收治的脾胃虚弱型慢性萎缩性胃炎患者100例,按照随机数字表法随机分为观察组和对照组,每组50例,观察组采用健脾和胃汤治疗,对照组采用单纯西药治疗,比较2组治疗前后中医证候积分、临床疗效、胃镜及腺体萎缩、慢性炎性反应、肠腺上皮化生、非典型异形增生检查结果。结果:治疗后,观察组中医证候积分高于对照组,差异有统计学意义(P <0. 05),观察组临床疗效总有效率为90. 0%,高于对照组总有效率的72. 0%,差异有统计学意义(P <0. 05)。观察组胃镜总有效率88%高于对照组68%,差异有统计学意义(P <0. 05)。治疗前2组腺体萎缩、慢性炎性反应、肠腺上皮化生、非典型异形增生比较,差异无统计学意义(P> 0. 05),治疗后2组比较,差异有统计学意义(P <0. 05)。结论:益气健脾和胃法对脾胃虚弱型慢性萎缩性胃炎患者疗效显著,有效改善患者临床症状,减少胃腺体萎缩程度、有效控制炎性反应范围。

基于NSGA-Ⅲ算法的多无人机协同航迹规划

当多架无人机协同作战时,需要进行协同航迹规划,以提升任务成功率。将协同航迹规划中的约束转换为多个目标后,对NSGA(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm)-Ⅲ算法与势场蚁群算法进行融合设计。算法首先对地图进行势场构建,使距离障碍物较近的节点不易被选择,并且引导搜索方向。然后对航迹代价、空间协同约束和时间协同约束进行数学建模,转换为数值指标,并设置为NSGA-Ⅲ算法的多个目标。对NSGA-Ⅲ算法设计了临界层选择方法和进化算法等。最后在二维和三维栅格地图中,改进NSGA-Ⅲ算法利用各种群为各无人机搜索出期望的航迹。仿真实验表明,规划所得到的各无人机航迹安全且代价较小。

CMUT电流信号的转化放大与滤波电路设计

针对电容式微机械超声换能器(CMUT)高灵敏度、宽频带的特点以及微弱电流检测的需求,设计了一种高增益、宽频带的三级放大电路,实现对CMUT器件的微弱电流信号的检测、放大以及滤波功能。通过搭建测试系统平台,实现CMUT对水下超声信号的接收,对电流信号接收放大与滤波,同时对电路性能进行测试验证。实验结果表明,电路可以对CMUT器件产生的微弱电流信号进行转换放大和滤波,增益可以达到130 dB以上,同时前两级电路结构的带宽也可以达到10 MHz,涵盖了CMUT的工作频带。测试结果表明,第一级与第二级电路结构具有良好的线性度与稳定性,第三级电路结构的测试结果与仿真结果具有一致性,该电路可以对CMUT发出的微弱电流信号进行转化、放大和滤波。

基于狼群算法的多无人机协同多目标攻防满意决策方法

针对多无人作战飞机协同多目标攻防决策问题,以提高作战效能和获取更高收益以及减少作战代价为目的,建立了攻防决策的数学模型,提出了基于狼群算法的多无人机协同多目标攻防满意决策方法.通过狼群算法寻优满意决策的满意度因子,进而通过满意决策获得攻防决策的满意解.由仿真结果可知,相比于其他方法,所研究的基于狼群算法的多无人机协同多目标攻防满意决策方法更能够兼顾空战优势和收益代价,满足空战需求.

基于对局迭代的无人机空战博弈研究

基于对局迭代对多无人机协同空战博弈决策问题进行了研究。首先,根据敌我双方作战态势和效能参数信息,利用矩阵对策法建立敌我双方对抗支付博弈模型,得到支付矩阵;然后,根据混合策略纳什均衡的定义及其推导过程给出了使用对局迭代求解空战博弈混合策略纳什均衡的方法与求解步骤;最后,通过仿真实例验证了该方法的可行性及有效性,为解决多无人机空战策略问题提供了有价值的参考。

基于径向基函数神经网络的无人直升机吊装系统滑模减摆控制

针对存在非线性、强耦合、外部未知有界干扰和建模不确定性的平面运动下无人直升机吊装系统,研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBFNNs)和干扰观测器的无人直升机吊装系统滑模减摆控制方法。首先将系统模型转换成仿射非线性形式,利用RBFNNs逼近系统不确定性,设计干扰观测器估计神经网络逼近误差与外界未知有界干扰的复合值。然后基于RBFNNs和干扰观测器设计了滑模减摆控制器,并用Lyapunov方法证明闭环系统稳定性;最后通过仿真验证了所设计控制器的有效性。

无人直升机吊挂系统滑模反步减摆控制

无人直升机吊挂系统可运输较大体积和质量较大的货物,在军事和民用领域都有着广泛应用。在无人直升机吊挂飞行过程中容易受到外部未知干扰的影响,导致闭环系统控制性能变差,从而引起吊挂负载振荡,威胁到直升机的飞行安全。本文基于对吊索为刚体的假设,给出无人直升机刚体吊挂非线性动力学模型。首先,通过滑模反步法解算出使吊挂负载摆角稳定所需的直升机平面飞行速度,然后,设计跟踪控制器对直升机平面飞行的速度和姿态进行跟踪控制,使吊挂负载的摆角稳定在平衡位置。仿真结果表明,所设计的滑模反步减摆跟踪控制器是有效的。

基于改进麻雀算法的非完备信息博弈策略研究

针对空战信息的非完备问题,基于改进麻雀算法进行无人机非完备信息攻防博弈策略研究。通过分析敌我双方空战信息,在确定敌我双方的空战态势优势函数、空战性能优势函数以及收益函数的情况下建立攻防博弈模型。结合博弈模型给出博弈支付函数并计算敌我双方的支付矩阵,提出基于反向学习的改进麻雀算法,求解出敌我双方攻防博弈的纳什均衡解。通过仿真验证了所提方案的可行性和所提算法的有效性,该方案能初步解决空战对抗过程中所遇到的信息非完备问题。

基于改进狼群算法的多无人机协同多目标分配

针对现代空战多无人机协同多目标任务分配问题,结合标准狼群算法,提出了一种改进狼群算法的多目标任务分配方法。根据狼群的不同分工以及搜索属性,建立了基于自主游走机制的头狼产生规则、基于多策略知识库的探狼游走机制和基于自适应步长的猛狼奔袭及围攻方式,从而对传统狼群算法的随机性进行智能化约束与控制,以解决多无人机协同多目标任务分配问题。数值仿真结果表明,该方法能够快速有效获得任务分配方案,避免陷入局部最优。