关键词： 导弹   三维非线性制导   视场角约束   攻击角度约束   攻击时间约束  

摘要： 考虑末制导阶段攻击时间和攻击角度约束，提出一种最大视场角约束下攻击时间和攻击角度可控的三维矢量制导律。首先，基于三维矢量制导模型将二维平面最优制导律扩展至三维空间，通过李雅普诺夫稳定性分析证明其在三维空间中能够满足攻击角度约束。其次，在三维矢量攻击角度约束制导律中引入估计剩余飞行时间偏置项，通过最优误差动力学设计出三维矢量攻击角度和攻击时间约束制导律，随后加入视场角约束函数，并通过理论分析证明了所提制导律的正确性。最后，通过数值仿真验证所设计制导律在三维空间中可以同时满足视场角约束、攻击角度约束和攻击时间约束。

关键词： 制导炮弹   非匹配项   齐次二阶控制   非线性观测器   积分滑模动态  

摘要： 针对高速高旋状态的制导炮弹运动姿态易受内外界未知强扰动影响和强非线性的飞行控制问题，本文提出一种基于非线性扰动观测器的齐次准连续积分滚转控制法。首先，建立仿射非线性模型，设计非线性扰动观测器用以准确匹配控制通道模型中的非线性干扰和非匹配项，并利用估计值进行动力学补偿；其次，利用积分滑模动态切换面，确保状态变量在有限时间内收敛到期望的平衡状态；在此基础上结合控制指令信号，利用齐次二阶准连续算法设计出滑模控制器，在削弱抖振的同时保证系统良好的控制性能；最终通过Lyapunov理论证明其稳定性。仿真结果表明：相较于终端滑模控制算法，设计的控制器能够以更优的控制效果实现指令信号的跟踪，同时在可控范围内变化的攻角和侧滑角也确保弹体具备稳定的运动姿态，证明了该控制方法的强鲁棒性和优良的控制性能。

关键词： 高超声速滑翔飞行器   协同制导   无迹卡尔曼滤波   “领-从”通讯   鲁棒制导  

摘要： 基于“领-从”通讯结构和无迹卡尔曼滤波算法，提出了一种用于高超声速滑翔飞行器俯冲段的带有角度约束的协同制导律。首先，从机制导律以主机的最优制导律为基础，通过引入时间偏置项，利用“领-从”通讯的信息交互跟随主机，并通过理论证明从机制导律可以实现有限时间收敛。然后，利用无迹卡尔曼滤波算法进行气动参数估计，根据估计结果设计了一种迎角的补偿策略以改善系统的鲁棒性能。最后，在考虑初始状态误差和气动参数不确定的情况下进行了仿真实验。结果表明，结合气动参数估计的协同制导律具有较好的可行性和鲁棒性。

关键词： 多高超声速飞行器   自适应滑模   有限时间收敛   协同末制导  

摘要： 针对多高超声速飞行器的协同末制导问题，提出一种有限时间收敛的自适应滑模协同制导方法，能够同时满足终端航迹倾角、航迹方位角及时间协同的要求。分别从俯冲和转弯平面设计了有限时间收敛的滑模协同制导律，并设计滑模面自适应参数添加到制导律中。针对运动目标，对飞行器与目标间的相对航迹倾角进行系数补偿，解决了打击运动目标时为减小脱靶而牺牲打击角度的问题。仿真结果表明，该协同末制导律可以使各高超声速飞行器同时满足航迹倾角约束、打击时间协同及各自的终端航迹方位角要求，且对于初始状态和气动参数偏差具有鲁棒性。

关键词： 马尔可夫过程   强化学习   主动防御   制导方法  

摘要： 研究了在“目标-拦截者-防御者”这类多角色博弈对抗场景中的高超声速飞行器智能主动防御制导方法。针对携带主动防御系统的高超声速飞行器在攻防对抗过程中面临的观测信息非完备问题，如缺失探测信息及存在测量噪声等，提出一种基于卷积深度Q网络的智能主动防御制导方法，以实现飞行器在信息非完备下的有效博弈对抗。首先，基于飞行器运动状态的时空连续性，构建一种信息堆叠机制，形成在时间维度扩展的非完备观测信息组；然后，利用所提出的卷积深度Q网络算法，对堆叠信息组进行特征张量提取，并通过非稀疏奖励函数塑造技术训练网络，生成高超声速飞行器和防御飞行器的主动防御制导指令；最后，通过数值仿真验证所提出方法的有效性，并在不同信息测量噪声条件下与已有文献方法进行对比分析，证明所提出方法在飞行器逃逸效果上更具优势，并具备更强的鲁棒性。

关键词： 设施温室   垄作模式   植保机器人   自主导航  

摘要： 针对设施垄作模式下空间结构狭小，环境密闭造成机器自主作业困难等问题，设计了一种四轮独立驱动转向设施植保机器人，开发了基于UWB和IMU的组合导航控制系统，并对机器人进行室内垄间与换垄行走性能测试。首先根据设施垄作模式特点，确定了底盘垄间行走和换垄作业模式并设计了相应的底盘结构部件；基于行走作业模式与底盘结构开发了设施植保作业机器人的导航控制系统，该导航控制系统采用UWB定位技术与IMU模块进行组合导航，以机器人的位置信息和姿态信息作为输入，在底盘运动学模型的基础上，采用纯跟踪算法实现导航控制。最后开展了机器人室内导航实地测试。结果表明，在行驶速度为0.5、1.0、1.5m/s时，该机器人的垄间直线行走最大横向偏差平均值分别为在0.094m、0.106m、0.148m，平均偏差分别为0.028m、0.041m、0.068m。该机器人在室内具有较好的转向灵活性和导航行走精度，能够满足设施垄作结构特点下的行走作业要求。研究结果可为自主设施植保作业机器人的研制提供参考。

关键词： 复杂环境   履带式矿车   自主感知   导航系统   计算策略  

摘要： 在复杂的矿井环境中,矿车的自主感知与导航系统是确保其高效、准确和安全运行的关键技术。该系统使矿车能够自主适应矿井的特殊条件,显著提高生产效率,同时降低作业风险。文章提出了一套适用于复杂矿井的履带式矿车自动感知与导航系统,包括矿车的传感模块、边缘计算单元、通信模块和后端数据处理部分。通过“边+云”协同计算策略,实现矿车的实时感知与导航。测试结果表明,所设计的自主感知与导航系统能够满足工矿环境中履带式矿车的自动导航任务需求。

关键词： 脊柱侧凸   青少年先天性脊柱侧凸   S8导航系统   半椎体   矫形  

摘要： 目的比较S8导航系统辅助矫形与徒手矫形治疗青少年先天性脊柱侧凸(ACS)的疗效。方法队列研究。回顾性分析2021年5月至2023年1月于西安交通大学附属红会医院就诊的48例先天性脊柱侧凸患者的临床及影像学资料。根据使用辅助系统的不同分为两组:S8导航系统辅助下矫形组(导航组,n=20)和C型臂辅助下徒手矫形组(徒手组,n=28)。主要观察指标为:冠状面平衡(CB)、矢状面垂直轴(SVA)、前凸角(LL)、骨盆入射角(PI)、骨盆倾斜角(PT)、骨盆入射角与腰椎前凸角匹配度(PI-LL)、脊柱侧凸研究学会-22量表(SRS-22)。次要观察指标为手术相关情况及术后并发症。结果48例患者中男21例,女27例,年龄(13.3±3.0)岁。两组患者术前C 7铅垂线偏距骶骨中垂线(C 7PL-CSVL)、SVA、LL、PI、PT、PI-LL、SRS-22差异均无统计学意义(均P>0.05)。导航组术后C 7PL-CSVL、SVA均优于徒手组[(12.51±11.86)mm比(19.64±1.33)mm和(15.72±3.64)mm比(25.42±2.53)mm,均P<0.05];两组术后LL、PI、PT、PI-LL、SRS-22差异均无统计学意义(均P>0.05)。导航组0级和0+1级螺钉置入准确率分别为91.17%(93/102)、95.09%(97/102),均高于徒手组的84.45%(125/148)、91.89%(136/148)(均P<0.05)。导航组邻近小关节侵犯率A~C级分别为88.23%(90/102)、11.76%(12/102)、0(0/102),优于徒手组的83.44%(121/145)、8.96%(13/145)、7.58%(11/145)(P=0.015)。导航组手术时间、单钉置入时间、总钉置入时间短于徒手组,螺钉距皮质距离近于徒手组(均P<0.05)。徒手组术中出血量高于导航组(P<0.05)。导航组平均曲线矫正率(74.68%±10.70%)优于徒手组(59.60%±6.90%)(P<0.001)。导航组术中透视剂量高于徒手组[(416±70)mGy比(360±81)mGy,P=0.015]。导航组切口长度长于徒手组(P<0.05)。两组患者术前疼痛视觉模拟评分(VAS)差异无统计学意义(P>0.05),术后3 d导航组VAS优于徒手组[(2.60±0.22)分比(3.10±0.32)分,P<0.001],两组其余时间点VAS差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组均未出现手术并发症。结论S8导航系统在青少年先天性脊柱侧凸治疗中矫形效果好、螺钉准确率高、小关节侵犯低、临床效果好。

关键词： 无人机   光纤制导   哈特曼   德国南部   康斯坦茨   电子战能力   乌克兰  

摘要： 据乌克兰《基辅邮报》网站2024年8月10日报道,德国HIGHCAT公司将在乌克兰测试具有反电子战能力的无人机。HIGHCAT公司是一家2023年4月成立的新兴无人机公司,总部位于德国南部与瑞士毗邻的康斯坦茨。该公司联合创始人扬·哈特曼表示。

关键词： 激光制导炸弹   多目标打击   目标复杂性   粒子群   蒙特卡洛   毁伤体量   毁伤概率  

摘要： 激光在激光制导炸弹的对地多目标打击任务中,目标的复杂性使准确量化毁伤结果变得十分困难,需要同时考虑目标的当量面积、重要程度与易损度等主要因素。提出了一种基于改进粒子群算法的多目标最佳弹着点选择方法,基于超压冲量方程与弹着点位置关系,得到不同易损度目标的有效毁伤范围,并利用网格化处理手段准确计算目标的毁伤面积,结合当量面积与重要程度,对目标真实落点进行蒙特卡洛试验,给出计算目标毁伤概率的模型,应用粒子群优化算法对空间优秀的感知能力,重新定义毁伤体量的最大值为适应度函数,确定落点的优先级排序。利用所提方法对模拟目标进行了仿真计算,并讨论各关键因素对毁伤结果的影响程度。该方法充分考虑了目标的复杂性对地面目标毁伤程度的影响,对激光制导炸弹的实际应用有一定的指导意义。