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[发明专利]基于扭量的领航跟随六自由度航天器编队有限时间控制方法-CN202310920417.9在审
发明人：张勃;陈静;黄汉桥;程昊宇;闫天 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-07-25 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明提出一种基于扭量的领航跟随六自由度航天器编队有限时间控制方法，通过建立基于扭量的航天器6‑DOF领航跟随编队的位姿一体相对运动模型，并基于齐次理论设计6‑DOF领航跟随编队的有限时间收敛位姿一体控制方法，使跟随航天器能够快速准确的收敛到期望位姿。与基于对偶四元数的位姿一体运动模型相比，基于扭量的位姿一体运动模型不需要满足单位化约束，且用来表示位姿运动的扭量仅含有6个分量，因此该方法能够节省通信带宽和计算资源，而且比现有位姿一体控制方法收敛速度更快、鲁棒性更好、精度更高，避免终端滑模控制的系统奇异和控制输入抖振问题，具有重要的理论价值和潜在的工程应用价值。
基于领航跟随自由度航天器编队有限时间控制方法

[发明专利]基于超扭曲观测器的自适应滑模多飞行器协同末制导律设计方法-CN202310055120.0在审
发明人：程昊宇;闫天;黄汉桥;周欢;张勃;宋睿佳;贾吾山 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-02-03 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：针对同时存在时间和攻击角度约束的多飞行器协同制导律设计问题，本发明提出了一种基于超扭曲观测器的自适应滑模多飞行器协同末制导律设计方法。在建立弹目相对运动模型的基础上，将制导律的设计分为视线方向和视线法向方向，基于多智能体一致性原理设计了视线方向的制导指令，保证各个飞行器的剩余时间能够收敛，从而视线协同攻击；基于自适应滑模方法设计了视线法向方向的制导指令，保证飞行器能够以给定角度攻击目标，从而满足了角度约束。
基于扭曲观测器自适应滑模多飞行器协同制导设计方法

[发明专利]一种基于成型制导律的协同中制导律设计方法-CN202310304384.5在审
发明人：闫天;黄汉桥;程昊宇;周欢;张勃;许飞洪;李浩然 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-03-27 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于成型制导律的协同中制导律设计方法，属于制导控制技术领域。包括根据弹目相对运动关系，引入零效脱靶量概念建立状态空间方程；引入剩余飞行时间设计导弹时间协同项；根据状态空间方程设计具有终端角度约束的成型制导律；在成型制导律中引入时间协同项实现角度与时间约束的制导律设计。本发明结合了多智能体一致性理论、成型中制导算法、偏置比例导引律等方法，实现了对带有时间协同和角度协同的多弹协同中制导律设计，实现了以固定角度以及同时到达目标区域，形成较好的中末制导交班态势。
一种基于成型制导协同设计方法

[发明专利]一种基于L1增广自适应的旋翼飞行器控制方法-CN202011466461.X有效
发明人：程昊宇;常晓飞;符文星;黄汉桥;付斌;张通 -专利权人：西北工业大学;西安因诺航空科技有限公司
申请日： 2020-12-12 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于L1增广自适应的旋翼飞行器控制方法，首先建立旋翼飞行器运动学和动力学模型，设计串级PID控制率和L1增广自适应控制率，得到旋翼飞行器总的控制输入。本方法由于能在线实时估计干扰，配合传统的串级PID控制，不仅可以有效的实现对旋翼飞行器的稳定控制，还可以实现对大扰动的稳定控制。实际工程应用显示，通过这基于L1增广自适应结合传统串级PID控制，可以比较容易在工程中实现，并且这种方式比传统的串级PID控制鲁棒性更优，抗扰动能力更强，自适应效果更好。
一种基于 l1 增广自适应飞行器控制方法

[发明专利]有向通信领航跟随航天器编队简化姿态分布协同控制方法-CN202310080705.8在审
发明人：张勃;黄汉桥;闫天;程昊宇 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-02-01 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明提出了一种有向通信领航跟随航天器编队简化姿态分布协同控制方法，首先在单位天球坐标系下描述航天器的简化姿态运动，将简化姿态运动转化为单位天球面上瞄准矢量终点的平动；其次根据一致性理论设计有向通信拓扑下的分布式协同虚拟控制量，确保跟随航天器瞄准矢量收敛到领航航天器瞄准矢量所确定的惯性空间固定指向，然后根据虚拟控制量计算出跟随航天器的理想角速度矢量；之后将跟随航天器的角速度矢量与理想角速度矢量之差作为滑模变量，设计滑模面；最后基于超扭曲二阶滑模控制方法设计跟随航天器的分布式协同控制律。本发明能够在扰动环境下确保有向通信编队的跟随航天器瞄准矢量收敛到在惯性空间固定的领航航天器瞄准矢量，降低编队通信量。
通信领航跟随航天器编队简化姿态分布协同控制方法

[发明专利]一种适用于导航精度下降的导弹自适应控制律设计方法-CN202310055400.1在审
发明人： 黄汉桥;闫天;周欢;程昊宇;张勃;陶文广;高萌靖 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-01-20 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于导航精度下降的导弹自适应控制律设计方法，属于控制器领域。本发明首先建立了导弹的六自由度模型；其次将系统的扰动和不确定性引入系统模型；最后设计控制律和自适应律，通过引入自适应补偿项来消除系统的不确定外部扰动和本身的不确定性的影响。本发明设计简单，对于控制器参数具有更好的鲁棒性，能够很好的消除导弹导航精度下降引起的不确定外界误差和本身的不确定性。
一种适用于导航精度下降导弹自适应控制设计方法

[发明专利]运载火箭的自适应容错反步姿态控制设计方法-CN202310055522.0在审
发明人：闫天;黄汉桥;程昊宇;周欢;张勃;梅瀚桐;覃珍妮 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-01-20 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明针对干扰环境下重型运载火箭飞行过程中执行机构常常遇到的故障问题，研究一类复杂情形下实现火箭姿态稳定与跟踪的方法，提出了一种自适应容错反步姿态控制设计方法。首先，为了避免姿态奇异问题，建立了基于四元数的面向执行机构故障的运载火箭运动学和动力学模型，并在此模型的基础上设计了一种自适应容错反步姿态控制器，对不确定项和外界干扰进行自适应估计与补偿，处理可能发生的故障，从而保证控制系统的稳定性。本发明所提出的算法相比于传统的自适应反步法，更具有效性和优越性。
运载火箭自适应容错姿态控制设计方法

[发明专利]一种基于深度强化学习的弱模型依赖飞行器智能控制方法-CN202310165675.0在审
发明人：程昊宇;闫天;黄汉桥;周欢;张勃;陈秋元;魏文程 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于深度强化学习的弱模型依赖飞行器智能控制方法，包括构建飞行器控制架构，构建决策神经网络模型，对所述决策神经网络进行训练，根据飞行器的飞行状态进行控制参数实时调节，以实现弱模型依赖情况下飞行器的控制。飞行器控制器采用PD控制架构，决策神经网络设计为Double Network Actor‑Critic结构，奖励函数设计考虑了姿态角误差和姿态角速率误差，决策神经网络模型的训练基于DDPG算法，使控制系统能够实现对控制参数的智能调节，从环境中获取飞行器姿态角、姿态角速率以及控制器舵偏指令，智能体输出为俯仰通道的控制参数，偏航通道及滚转通道采用经典PD控制，实现弱模型依赖情况下飞行器的智能控制。
一种基于深度强化学习模型依赖飞行器智能控制方法

[发明专利]一种基于深度强化学习的飞行器智能容错控制方法-CN202310171397.X在审
发明人： 黄汉桥;程昊宇;闫天;周欢;张勃;张笑妍;李桐 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于深度强化学习的飞行器容错控制方法。首先建立了飞行器六自由度非线性模型，并对飞行器姿态运动实施小扰动线性化。以俯仰通道为例搭建经典PD控制结构，引入深度确定性策略梯度算法对既定结构的参数进行训练优化。为验证DDPG算法效果，设计深度神经网络结构并针对线性化系统进行训练及结果比对；再综合三个通道应用至未故障的非线性系统得到智能体，以自适应控制方法原理为参考，在该智能体的基础上增加控制输出前的补偿决策量，实现对故障情况下的姿态角有效控制，并提高姿态跟踪精度及鲁棒性。
一种基于深度强化学习飞行器智能容错控制方法

[发明专利]基于自适应灰狼优化算法的无人机协同攻击多目标任务分配方法-CN202310080596.X在审
发明人： 黄汉桥;程昊宇;闫天;周欢;张勃;黄俊华;沈阅 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-01-31 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于自适应灰狼优化算法的无人机协同攻击多目标任务分配方法，提出了自适应调整策略、最优学习搜索方程、跳出局部最优策略和控制参数非线性调整策略，提出自适应GWO(Self‑adaptive GWO,SA‑GWO)算法解决多无人机攻击多目标任务分配问题，对目标任务序列进行了编码，设计了适应度函数，对6架无人机攻击8目标任务分配的仿真实验验证了SA‑GWO算法的求解有效性，与基于IPSO、ACO、GA、GWO算法的任务分配仿真实验相比较验证了SA‑GWO算法的求解精度与优化速度。本发明在多无人机协同攻击多目标的任务分配上优于IPSO、ACO、GA、GWO等一般算法，具有重要的应用价值。
基于自适应灰狼优化算法无人机协同攻击多目标任务分配方法

[发明专利]一种基于DCL-GWO算法的空战机动决策方法-CN202211403953.3在审
发明人：韩博;钱程;程昊宇;黄汉桥;蒋文;张卓然;王渊;李永祥;熊鹏;蒋琪;黄梦轩 -专利权人：中国人民解放军93525部队
申请日： 2022-11-10 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于DCL‑GWO算法的空战机动决策方法，首先，构建可直接控制UCAV的推力模型，并基于导弹攻击区构建机动决策评价函数引导我机攻击敌机，将空战机动决策问题转化为机动决策评价函数最优化求解问题；其次，根据机动决策评价函数解算需求，提出了分布特征学习框架，其将特征坐标系与初始坐标系结合，同时实现分布估计算法，EDA与灰狼优化算法的统一，并基于DCL‑GWO求解出UCAV最优控制量；最后，在仿真实验环节将所研究的技术进行整合，构建自主决策系统，并结合火控解算分别分析敌机轨迹预测、态势评估对机动决策问题的影响，证明了论文构建的机动决策系统的有效性。
一种基于 dcl gwo 算法空战机动决策方法

[发明专利]有指向约束的领航跟随航天器编队简化姿态分布控制方法-CN202211609937.X在审
发明人：张勃;陈静;黄汉桥;程昊宇;闫天 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-12-12 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明提出了一种有指向约束的领航跟随航天器编队简化姿态分布控制方法。包括如下步骤：第一步，建立航天器之间的简化姿态误差模型；第二步，构建每个跟随航天器的指向约束模型；第三步，根据指向约束、简化姿态误差、通信拓扑设计每个跟随航天器的人工势场；第四步，基于人工势场函数构造李雅普诺夫函数，设计每个跟随航天器的分布式协同虚拟控制量；第五步，将各个跟随航天器的角速度矢量与虚拟控制量之差作为滑模变量，构造滑模面并设计各个跟随航天器的分布式协同滑模控制律。本发明能够实现无向通信拓扑条件下跟随航天器的瞄准矢量收敛到在惯性空间固定的领航航天器的瞄准矢量，而且能够满足跟随航天器在姿态机动过程中的指向约束。
指向约束领航跟随航天器编队简化姿态分布控制方法

[发明专利]一种基于VMD处理的燃料电池能量管理方法-CN202210274520.6有效
发明人：周大明;张书雅;田壮;王启凡;王寅翔;黄汉桥;闫天 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-03-21 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： B60L58/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于VMD处理的燃料电池能量管理方法，首先构建燃料电池混合动力汽车模型计算车辆的推进功率和需求功率，构建燃料电池系统模型计算氢气消耗量，构建锂电池模型并计算锂电池SOC值；利用变分模态分解法对需求功率进行分解，得到需求功率的多个频率特征不同的模态函数；最后以锂电池SOC值作为输入，以燃料电池的输出功率作为输出构建燃料电池混合动力系统模糊控制器，对燃料电池混合动力系统进行能量管理，相较未使用VMD转换处理的能量管理控制策略，能使得燃料电池的输出功率变化比较平稳，且能使锂电池的SOC值维持在0.7，能有效延长燃料电池和锂电池的使用寿命，对于快速变化的负载也能满足功率需求。
一种基于 vmd 处理燃料电池能量管理方法

[发明专利]一种燃料电池参数辨识方法-CN202211322058.9有效
发明人：周大明;王启凡;田壮;张书雅;黄汉桥;闫天 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-10-27 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供一种燃料电池参数辨识方法，属于燃料电池技术领域，包括以下步骤：确定质子交换膜燃料电池的半经验模型中待辨识的参数，以及导入实验数据和电堆数据；构建目标函数，其中目标函数为质子交换膜燃料电池的半经验模型输出电压和实际电压之间的平方误差之和，并确定目标函数的约束条件；引入优化后的树种子算法，搜索最优待辨识参数；根据输出的最优待辨识参数，构建质子交换膜燃料电池的半经验模型。本方法实现了燃料电池经验参数的精准辨识，具有高度精确性、高收敛速度、结果高度一致性的优点。
一种燃料电池参数辨识方法

[发明专利]一种多无人系统协同编队控制方法-CN202011466803.8有效
发明人： 黄汉桥;张晓峰;许涛;符文星;常晓飞;陈康;张通 -专利权人：西北工业大学;西安因诺航空科技有限公司
申请日： 2020-12-13 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种多无人系统协同编队控制方法，首先建立编队无人机质点模型，进行队形内僚机位置和速度计算，再队形跟踪控制率设计和队形自主避障控制率设计。本发明协同编队控制的有益效果：①协同编队控制，可以实现多无人系统的协同控制，编队控制；②协同编队控制，可以为多无人系统侦查打击同一目标提供基础；③协同编队控制，是未来无人作战以及集群作战的技术核心，也是未来军事研究的一个重点，该研究为未来无人机群协同打击敌方目标提供理论支撑和工程实践参考。
一种无人系统协同编队控制方法

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