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公开(公告)号：CN115431271A
公开(公告)日：2022-12-06
申请号：CN202211166794.X
申请日：2022-09-23
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明提供一种飞行机械臂末端抗干扰指向控制方法，以解决无人机基座浮动对飞行机械臂执行任务时的运动学干扰影响，首先根据齐次变换原理构建飞行机械臂执行器末端位姿在惯性坐标系下的运动学方程，然后对无人机基座浮动对飞行机械臂执行器末端造成的运动学干扰进行量化分析，其次设计以无人机和机械臂状态为输入的神经网络以预测无人机基座的运动信息，并通过齐次变换将机械臂在惯性系的参考轨迹转换至机械臂基座坐标系下轨迹，最后设计模型预测控制器规划机械臂执行器末端的期望加速度，并将其转换到机械臂每个舵机的角度。本发明能够显著改善飞行机械臂在无人机基座浮动情况下的执行器末端精度，可用于高空雕塑检测等高精度特种作业任务。
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公开(公告)号：CN114911265A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210662476.6
申请日：2022-06-13
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明涉及一种四旋翼无人机编队协同机动控制方法，包括根据四旋翼无人机的非线性模型，建立起平坦空间轨迹到系统全部状态的内生转换关系；引入可变放缩系数，并建立协同机动约束，生成单机轨迹求解模型；根据航点和机动需求，建模四旋翼编队机动约束，表征为虚拟质心轨迹与可变放缩系数的参数化线性等式/不等式约束，并采用最小化加速度的二阶导数作为优化指标，转化为二次规划问题；给出各单机的轨迹、姿态及其导数参考信号的解析形式，用于生成单机的电机控制指令，完成四旋翼无人机的编队协同机动控制。本方法可使四旋翼无人机编队行为近似于可整体放缩的六自由度刚体，能在瞬态实现姿态层级的一致行为，具有编队控制精度高、算力需求低、易部署等特点。
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公开(公告)号：CN113268731B
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202110522170.6
申请日：2021-05-13
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
Abstract: 本发明涉及一种针对负荷频率控制系统虚假数据攻击的估计方法，首先根据电力系统的动态模型建立负荷频率控制系统的数学模型；然后，针对电网频率量测值和联络线功率量测值受到虚假数据注入攻击的情形，分析攻击信号对系统状态方程的影响，建立包含虚假数据注入攻击信号的负荷频率控制系统数学模型；接着，设计自适应观测器，对系统状态和攻击信号进行估计；最后，利用李亚普诺夫稳定性理论和鲁棒H∞优化指标，基于线性矩阵不等式方法，求解出观测器增益，保证负荷频率控制系统攻击信号估计误差的收敛性和有界性。本发明提出的方法可对负荷频率系统的虚假数据注入攻击信号进行精确估计，同时能够对外部干扰进行抑制，具有设计简单、易工程实现的优点，有很强的实用价值。
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公开(公告)号：CN113703320A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202110994016.9
申请日：2021-08-27
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种抗干扰和饱和特性的飞行机械臂位姿控制方法，针对环境外力及机械臂运动特性影响飞行机械臂控制精度问题，首先构建含有环境外力及机械臂运动特性的飞行机械臂耦合动力学方程，其次，针对机械臂与无人机间的耦合作用设计对应估计器，再次，针对外力干扰，设计外力干扰观测器；然后，针对耦合作用估计误差和外力观测误差，设计抗饱和控制器进行抑制；最后通过求取抗饱和控制器、耦合估计器与外力观测器控制增益，设计复合分层抗干扰控制器，完成多源干扰下的飞行机械臂抗干扰位姿控制；本方法能够显著提高采用直流电机执行机构的多旋翼飞行机械臂位姿控制精度，可用于飞行机械臂等多旋翼无人系统的高精度位姿控制。
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公开(公告)号：CN119555078A
公开(公告)日：2025-03-04
申请号：CN202411696434.X
申请日：2024-11-25
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院 , 北京航空航天大学
Abstract: 本发明涉及一种针对动力学指令丢包的无人机复合非高斯姿态估计方法。针对内嵌动力学的无人机惯性/偏振组合定姿系统，考虑动力学指令丢包、阵风干扰、惯性器件误差和偏振测量噪声的影响，首先，建立内嵌动力学的无人机惯性/偏振组合定姿系统模型，并对动力学指令丢包、阵风干扰、惯性器件误差和偏振测量噪声等复合非高斯干扰进行精细表征，建立丢包指示因子的分层概率模型；其次，设计含有阵风干扰补偿和丢包指示因子后验分布跟踪的复合非高斯姿态估计方法，实现复合非高斯干扰情形下无人机姿态后验分布的实时估计。本发明能够改善无人机惯性/偏振组合定姿系统对复合非高斯干扰的辨识和补偿能力，可应用于各类旋翼无人机的室外自主导航任务。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119115967B
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411620235.0
申请日：2024-11-14
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开的面向地下空间探测的多异构机器人自主任务分配系统，属于机器人技术领域，包括分割区域与异构机器人集群关系建立单元、问题建模单元、故障在线监测单元、干扰在线观测与预测单元、迁移学习单元、任务与异构机器人映射单元。通过所述的分割区域与异构机器人集群关系建立单元、问题建模单元、故障在线监测单元、干扰在线观测与预测单元、迁移学习单元、任务与异构机器人映射单元相结合，完成地下空间探测任务，赋予异构机器人强自主、强适应、强生存的智能行为能力；从而能够有效提高城市地下管廊探测任务分配效率与安全性，具有自动化、数字化、智能化特性。
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公开(公告)号：CN118795783B
公开(公告)日：2025-01-28
申请号：CN202411269179.0
申请日：2024-09-11
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明提出一种变后掠高超声速滑翔飞行器自适应变构博弈制导方法，属于飞行器制导控制领域，包括：开展变后掠高超声速滑翔飞行器气动分析，获得与后掠角、飞行攻角、飞行速度相关的气动参数数据；基于飞行运动学方程，推导变后掠高超声速滑翔飞行器与目标飞行器的三维相对运动方程；以后掠角、飞行攻角、倾侧角幅值为纵向制导变量，在微分对策博弈制导框架下结合自适应动态规划方法进行求解；以倾侧角为侧向制导变量，在平行接近制导框架下结合航向角走廊方法设计倾侧角符号；联合纵向和侧向制导变量，完成变后掠高超声速滑翔飞行器自适应变构博弈制导律设计。本发明可实现变后掠高超声速滑翔飞行器在动态目标机动躲避下的快速打击制导。
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公开(公告)号：CN118819174B
公开(公告)日：2025-01-03
申请号：CN202411312452.3
申请日：2024-09-20
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
Abstract: 本发明公开了一种基于风险触发的多无人机协同预警与安全控制方法，包括：构建无人机与外部静态和/或动态障碍物之间、以及多无人机之间的安全损失模型；基于安全损失模型和条件风险价值（CVaR）量化评估多无人机系统的碰撞风险；设计协同预警机制，即使某无人机自身未感知到障碍物，其仍能通过协同行为获取障碍物风险信息；设计基于风险触发的分布式安全控制器，该分布式安全控制器由基础编队控制项、机间避撞控制项以及避障控制项构成。本方法可突破无人机个体感知能力的局限性，显著提高多无人机系统面对动态障碍物的安全性；同时可减少避障机动距离，节能省力，降低保守性。本方法适用于复杂密集障碍物环境中多无人机系统的协同安全飞行控制。
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公开(公告)号：CN118730095B
公开(公告)日：2025-01-03
申请号：CN202411227119.2
申请日：2024-09-03
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
Abstract: 本发明涉及一种针对惯性/偏振组合定姿的复合非高斯滤波方法。针对同时受到惯性器件漂移、未知入射光强系数、惯导和偏振测量噪声影响的惯性/偏振组合定姿系统，首先，建立含未知入射光强系数的惯性/偏振组合定姿系统紧耦合模型；其次，针对入射光强系数已知的情形，设计含有惯性器件漂移补偿的复合非高斯滤波器，实现姿态后验分布实时估计；最后，设计内嵌复合非高斯滤波器的期望‑极大化迭代算法，实现入射光强系数的在线辨识。本发明能够提升多源误差情形下惯性/偏振组合定姿系统的姿态解算精度，改善惯性/偏振组合定姿系统对未知环境与气象条件的适应能力，可应用于复杂环境下无人机/车/船等各类无人系统的自主导航任务。
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公开(公告)号：CN119012251A
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202411472826.8
申请日：2024-10-22
Applicant: 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC: H04W24/06 , H04W4/02 , H04W64/00 , H04B1/7163
Abstract: 本发明属于无人机定位领域，具体涉及一种无人机超宽带定位的抗干扰估计及其可信度评价方法。首先，针对无人机超宽带及动力学信息融合定位问题，建立包含无人机动力学模型、超宽带测量方程和动力学干扰模型的非线性状态增广定位系统模型；其次，设计含有干扰补偿采样环节的复合粒子滤波算法，实现动力学干扰和超宽带测量噪声的同时补偿与抑制；最后，根据系统的Fisher信息矩阵和实际运行时的有效粒子数来实时计算系统的可信度指标，完成定位系统及估计算法的可信度评价。本方法将内嵌动力学表征、精细抗干扰估计算法设计和可信度评价相结合，能够有效处理无人机动力学干扰和超宽带测量噪声共存情形下的抗干扰定位估计问题。
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