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期刊简介
中文名称：空天技术
英文名称：Aerospace Technology
出版周期：双月刊
语种：汉语
主管：中国航天科工集团有限公司（CASIC）
主办：北京海鹰科技情报研究所
主编：刘海丰
ISSN:2097-0714
CN:10-1780/TJ
基于改进MPC的eVTOL倾转过渡飞行控制方法
杨彪;针对分布式旋翼倾转构型电驱动垂直起降飞行器（electric Vertical Takeoff and Landing Aircraft,eVTOL）倾转过渡稳定飞行控制问题，采用一种改进模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）方法进行控制器设计。考虑分布式旋翼倾转过程拉力变化特性，建立了倾转构型eVTOL非线性飞行动力学模型。为实现倾转飞行过程姿态、速度、高度、倾转角度等状态的稳定控制，提出了一种基于改进MPC方法的倾转过渡路径跟踪控制器，结合不同倾转阶段飞行器加速性能与倾转角速率能力约束变化，设计了自适应代价函数，从而提高倾转过渡飞行控制的稳定性与安全性。仿真计算结果表明：考虑飞行器倾转过程性能变化约束的改进MPC方法可以有效实现稳定倾转飞行控制，相比传统比例、积分和微分（Proportional Integral Derivative,PID）控制方法具有更好的控制精度与鲁棒性。
串列翼倾转涵道式eVTOL的3-DOF配平探究
吴(由页);陈景宏举;张斯冬;李伟博;卢镇波;为了对串列翼倾转涵道式电动垂直起降飞行器（electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL）的平飞巡航阶段进行动力学建模，需先求取飞行器定直平飞配平点。基于此，本文探究了纵向俯仰平面三自由度配平过程及其决定因素。采用了涵道静推力实验和动量源CFD仿真相结合的方法计算了建模所需气动特性参数。提出了计算中性点时须考虑阻力和阻力矩的影响，并推导了二项式求取了中性点位置的解析解。随后，分别探究了来流、攻角、前后涵道推力这4个系统变量对eVTOL受力和力矩影响，并得到了拟合经验公式，将力项以全量表达式给出。最终，求得4个系统变量与飞行器纵向三力的经验公式和配平点。结果表明，中性点和质心的相对位置制约了三力配平，证明了此类构型飞行器中性点准确求解的必要性。
面向微型无人机的亚克级超轻伺服舵机研制
吕亚飞;李福;王亮;微型舵机作为小型机械与电子系统中实现精确位置控制的关键执行元件，广泛应用于微型无人飞行器、精密光学吊舱、微型机器人关节及便携式通讯终端等领域。针对质量≤0.5 g级舵机在转矩密度、动态响应及干扰抑制方面的设计难点，提出并实现了一种基于空心杯微型直流电机、蜗杆+扇形齿轮混合减速机构、离轴3D霍尔传感器标定系统及3.3 V单电压驱动控制电路的集成化方案。首版样机经第三方测试，其旋转行程149°，转矩密度2.46 N·m/kg，总质量0.617 g，动态响应时间约76 ms，超调4.6%，稳态误差0.8%，验证了设计的可行性与优越性。
基于改进鲸鱼优化算法的倾转旋翼无人机控制分配策略
陈景宏举;莫崇森;吴(由页);卢镇波;本文针对倾转旋翼无人机在推力矢量控制分配时面临的强非线性和执行器饱和约束问题，提出了一种基于改进鲸鱼优化算法（IWOA）的控制分配策略。首先构建了倾转旋翼无人机的六自由度动力学模型，并设计了姿态与位置控制器。提出了采用鲸鱼优化算法解决推力矢量控制分配问题，并在此基础上，重点对鲸鱼优化算法（WOA）进行了3项改进：引入精英反向学习以提升初始种群质量；调整收敛因子以平衡算法搜索能力；并融合Lévy飞行算子以增强局部开发能力。最后通过数值仿真实验对比了本文提出算法与基于传统优化算法的分配策略，验证了本文提出算法解决控制分配问题的可行性和优越性，为倾转旋翼无人机的高性能机动控制提供了可靠的解决方案。
垂直挂载固定翼子机的投放后轨迹控制方法
徐成龙;冷金宜;严浙平;林琳;针对传统子母式无人机系统挂载方式单一、气动效率较低以及子机构型与挂载量受限等问题，提出了一种子机垂直方向安装于载机机体外侧的挂载构型。该布局能够提供更丰富的组合构型选择，有效提高组合灵活性与空间利用效率。针对该挂载布局对子机释放阶段姿态稳定性与轨迹跟踪精度提出的更高要求，提出了一种基于变步长模型预测控制（MPC）的分阶段控制架构：在分离过渡阶段（阶段Ⅰ），实现对预设滚转角的精确姿态跟踪控制；在稳定飞行阶段（阶段Ⅱ），则切换至高精度轨迹跟踪控制模式。仿真结果表明，在同时存在模型线性化误差及大气扰动条件下，采用的多阶段变步长MPC算法可将跟踪距离误差控制在4.7 m以内，较传统MPC算法误差降幅达51.6%，验证了所提控制架构在复杂工况下的鲁棒性和有效性。
舰载垂直起降无人机自主着舰关键技术研究进展
刘中臣;彭一明;胡雄龙;张明;陈新民;魏小辉;舰载垂直起降无人机具有无需起降跑道、低空低速性能好、能够空中定点悬停、执行任务机动灵活等优势，自主着舰过程事故率高、危险性大，是舰载垂直起降无人机海上应用的关键环节。简要介绍了舰载垂直起降无人机区别于陆地垂直起降无人机的技术特点，分析了返航进近、下降着舰和机舰锁止三个阶段所面临的技术难点，重点针对舰载垂直起降无人机自主着舰引导技术、着舰平台稳定技术和机舰快速系留技术进行了梳理，并对未来的发展趋势进行了展望。基于多源数据融合的着舰引导技术、多功能一体化的着舰平台技术和智能自适应起降系统集成技术已成为舰载垂直起降无人机自主着舰技术的重要发展方向。
无人机的发展现状与展望
淳于江民,张珩回顾了无人机的发展 历程,并阐述了无人机的系统结构、 分类、用途及其关键技术,就主要机 型做了简要的介绍,最后对无人机发 展中亟待解决的问题及趋势做了详细 的分析。
国外VR技术发展综述
蒋庆全虚拟现实 (VirtualReal ity ,简称VR)技术是当今世界前沿科学之一 ,具有举足轻重的作用。国外经济发达国家一直将其列为国防高科技重点发展的关键技术 ,迄今已成为研发、生产大型而复杂的武器装备及军事教育训练的重要工具。VR技术是人类智慧高度集中的具体体现 ,进入VR环境将会使人类的智慧得到更高的升华。扼要综述其在武器系统研制、生产及军事教育与训练中的应用。
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无人机路径规划算法研究综述
陈麒杰;晋玉强;韩露;目前无人机路径规划算法主要分为经典算法和智能反应算法。详细阐述了两种算法的分类,深入分析了各种算法的基本原理及存在的问题,并针对后续研究给出了发展方向与建议。
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