庄宇飞
- 作品数：13 被引量：50H指数：6
- 供职机构：哈尔滨工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术交通运输工程电子电信更多>>
- 基于微分平滑的欠驱动刚性航天器时间最优轨迹规划研究(英文)被引量：6
- 2011年
- 针对非轴对称欠驱动航天器提出了一种新的基于微分平滑特性的时间最优轨迹规划算法。首先,在控制输入受限的约束条件下,对给定的初末姿态,选取航天器机动时间最短为待优化的性能指标。其次,在欠驱动航天器的非受控轴上引入虚拟控制输入,扩展系统的平滑特性,从而使得系统的姿态和控制输入变量均可由平滑输出函数及其各阶导数代数表征;同时为保证优化问题的等价性,引入虚拟控制输入始终为零的附加等式约束。进一步,利用伪谱法离散系统的平滑输出函数,将优化问题最终转化为一个低维的,仅含有代数约束的非线性规划问题,且无需积分求解系统的动态力学方程。仿真结果表明该算法不仅能够有效地减少优化所需的时间,而且运算精度较高。
- 庄宇飞马广富李传江黄海滨
- 关键词：伪谱法欠驱动
- 基于分布式反集群算法的无人水面艇区域覆盖方法被引量：6
- 2019年
- 海上无人系统覆盖问题可广泛应用于搜索营救、区域侦察观测、信息采集等任务,针对无人水面艇对海面区域进行区域覆盖的问题,采用模仿独居动物社会行为的分布式反集群算法,使得无人水面艇系统能够通过自组织行为实现良好的动态覆盖性能,因此使其具有更高的可扩展性及环境适应性。首先建立个体的包含覆盖历史的信息图,其次进行反集群算法的避障、去中心化及自私这3个基本属性的数学公式描述,然后计算每个个体在每一时刻的最大化收益方向,使得每个个体能够最大化累计覆盖面积及最小化个体之间的重叠覆盖部分。仿真结果表明,基于覆盖历史及个体局部通信交互,能够实现避障功能,并且可以达到100%的覆盖率,同时可尽量减少重叠覆盖。
- 李亚南黄海滨庄宇飞蔡春伟
- 关键词：无人水面艇
- 带有非完整约束的欠驱动航天器控制方法研究
- 欠驱动航天器是指姿态控制系统中执行机构是非完整配置的航天器,在这种情况下执行机构不能够提供独立的三轴控制输入力矩。研究欠驱动航天器的控制问题对于提高系统的可靠性极为重要,而且作为一种应急控制手段,针对欠驱动航天器的研究有...
- 庄宇飞
- 关键词：欠驱动航天器稳定性分析伪谱法
- 文献传递
- 一种水面无人艇目标跟踪控制方法
- 本发明属于船舶控制及调节系统技术领域，涉及对船舶进行最优控制和自适应控制的方法，本发明提供一种水面无人艇目标跟踪控制方法，用于实时获取t时刻水面无人艇对近水面目标的最优动态跟踪的系统控制输入，方法包括建立三自由度水面无人...
- 黄海滨陈曦庄宇飞梁景凯
- 欠驱动刚性航天器可行轨迹生成算法研究(英文)被引量：1
- 2011年
- 研究了仅有两个独立控制力矩的轴对称欠驱动刚性航天器的可行轨迹生成问题。首先,由系统模型推导出轴对称欠驱动航天器可行轨迹必须满足的状态约束条件;其次,基于轴对称欠驱动航天器的微分平滑特性,提出了一种可行轨迹生成算法。该算法针对欧拉角姿态描述的系统模型,不仅能够有效地简化系统平滑变换中的奇异点避让问题,而且即使是在大角度机动的情况下,仍然能够保证轴对称欠驱动航天器的姿态角速度和相应的控制输入力矩始终保持在合理的范围内。仿真结果表明,该算法计算量小、计算速度快,这使得欠驱动航天器后续的轨迹规划和轨迹跟踪等算法的在线实际应用成为可能。
- 马广富庄宇飞李传江黄海滨
- 关键词：欠驱动航天器轴对称
- 欠驱动刚性航天器时间最优轨迹规划设计被引量：9
- 2010年
- 应用伪谱法解决欠驱动刚性航天器的时间最优轨迹规划问题.首先建立欠驱动刚性航天器的动力学和运动学模型,对于给定的初末姿态,选取机动时间最短为待优化的性能指标,并考虑到实际控制输入受限,将其转化为优化过程中的不等式约束条件;然后应用Legendre伪谱法,将优化问题离散化为非线性规划问题进行求解.仿真结果表明,应用伪谱法规划得到的欠驱动航天器最优轨迹,能够较好地满足各种约束条件,而且计算精度高、速度快,具有良好的实时性.
- 庄宇飞马广富黄海滨
- 关键词：欠驱动伪谱法
- 基于伪谱法的编队卫星队形重构防碰撞轨迹优化被引量：6
- 2012年
- 提出了基于伪谱法的编队卫星队形重构最优轨迹规划方法.首先,应用Legendre伪谱法将队形重构问题离散化为非线性规划问题;然后,通过庞特里亚金极小值原理计算出不考虑碰撞规避问题时各星最优轨迹的解析形式,并由此计算出各星间的碰撞点;最后,在碰撞点附近设置符合高斯分布的测试点,进一步避免各星在配置点间发生碰撞.仿真结果表明,应用所提出方法得到的队形重构的最优轨迹能够较好地满足各种约束条件,计算精度高、速度快,使得编队卫星自主重构成为可能.
- 黄海滨马广富庄宇飞吕跃勇
- 关键词：队形重构伪谱法高斯分布
- 一种水面无人艇目标跟踪控制方法
- 本发明属于船舶控制及调节系统技术领域，涉及对船舶进行最优控制和自适应控制的方法，本发明提供一种水面无人艇目标跟踪控制方法，用于实时获取t时刻水面无人艇对近水面目标的最优动态跟踪的系统控制输入，方法包括建立三自由度水面无人...
- 黄海滨陈曦庄宇飞梁景凯
- 文献传递
- 小波变换在图像边缘检测中的应用研究
- 在图像处理的过程中，边缘检测是十分重要的，因为图像的边缘往往携带着大部分的信息。边缘通常存在于图像的不规则结构和不平稳现象中，也即存在于信号的奇异点或突变点处，这些点给出了图像的轮廓，而这些轮廓又常常是在图像处理中所需的...
- 庄宇飞
- 关键词：小波变换图像边缘检测
- 文献传递
- 深空环境下卫星编队飞行队形重构实时重规划被引量：4
- 2012年
- 针对深空环境中卫星编队自主队形重构的机动问题,设计了队形重构过程中的实时重规划方案。在每次重规划过程中首先用Legendre伪谱法将当前时刻到终端时刻的重构问题离散化为非线性规划问题;其次,根据卫星编队飞行队形重构的特点,使用协同进化粒子群(CPSO)方法对每次重规划进行求解,该方法既避免了传统优化方法对复杂问题梯度的求解,又能在整个优化过程中保证约束条件的满足,并且能够事先为粒子群的进化提供大致方向,极大地提高了每次重规划的计算速度;最后,提出了重构过程中具体的重规划策略,以保证队形重构的顺利进行。仿真结果表明,与传统的控制方法相比,在重构过程中,该方法能够在初始给定轨迹的基础上进一步优化,可以有效降低重构过程的能量消耗,并能够避免重构过程中碰撞的发生。
- 黄海滨马广富庄宇飞吕跃勇
- 关键词：队形重构伪谱法
