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[发明专利]一种无人航空载运飞行器快速拉升控制方法-CN202310906393.1在审
发明人：刘俊辉;单家元;王佳楠;孟秀云;杨芃芊;单永志 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-07-21 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：一种无人航空载运飞行器快速拉升控制方法，属于飞行器控制技术领域。通过融合预置舵偏角控制和飞行高度闭环控制，能够将飞行器快速拉起到指定飞行高度；采用角速率反馈信息和开环固定舵偏，加快飞行器拉升速度；利用高度偏差、下降率、高度偏差积分信息,提升平飞段高度的控制精度；利用平滑函数，进行快速拉起段弹道倾角控制指令到平飞控制段弹道倾角控制指令的平滑过渡，大大削弱快速拉起段和平飞段切换过程中飞行器姿态的震荡；基于平滑过渡后弹道倾角指令，获得转平和平飞控制段俯仰通道舵偏控制指令，舵控指令计算简单直观。本发明适用于飞行器控制领域，控制飞行器大角度俯冲快速拉起，满足飞行器快速、稳定拉起到指定飞行高度的需求。
一种无人航空载运飞行器快速控制方法

[发明专利]适用于多种时空约束耦合下的飞行器弹道成型制导方法-CN202310421982.0在审
发明人：王佳楠;闭昌瑀;陈亚东;单家元;刘俊辉;单永志 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-04-19 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： F41G3/22 文献下载
摘要：本发明公开的适用于多种时空约束耦合下的飞行器弹道成型制导方法，属于飞行器制导与控制领域。本发明实现方法为：采用多项式弹道拟合的方式，设置视线角对于弹目距离的多项式函数，建立多约束条件的代数方程，极大简化多约束弹道的参数求解，将多约束弹道计算问题转变为单变量非线性方程求解问题，解析求解联立的n+1个约束条件，显著降低多约束弹道计算问题求解难度，提高求解效率。根据得到参数确定后的弹道成型函数，采用前置角状态跟踪方法对参考弹道进行跟踪，在确保目标脱靶量最小的情况下实现时空约束制导，且能够提高飞行器对参考弹道的跟踪精度和效率。本发明能够用于解决飞行器制导过程中的攻击角度、时间、末端速度和加速度约束耦合问题。
适用于多种时空约束耦合飞行器弹道成型制导方法

[发明专利]一种飞行器速度限制条件下时间和角度约束三维制导方法-CN202310556307.9在审
发明人：王佳楠;陶茜子;陈亚东;刘俊辉;单家元;单永志 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： F42B15/01 文献下载
摘要：本发明公开的一种飞行器速度限制条件下时间和角度约束三维制导方法，属于飞行器精确制导领域。本发明实现方法为：在三维空间建立矢量模型，运用四元数理论和空间矢量制导模型实现空间比例导引的攻击角度预测，选取相应性能指标将对误差的控制问题转化为最优问题进行求解，通过调节预测的最终飞行器速度方向和期望的攻击角度方向之间的误差，实现攻击角度控制。在攻击角度约束制导律下，弹道形状和长度与飞行器速度变化无关。将攻击时间约束问题转化为剩余轨迹长度控制问题，在飞行器速度限制下通过轴向加速度控制实现剩余轨迹长度的控制。通过攻击角度约束制导律和轴向推力控制制导律相结合，实现飞行器速度限制的条件下攻击角度和时间约束制导。
一种飞行器速度限制条件下时间角度约束三维制导方法

[发明专利]一种适用于变速飞行器的带视场角和落角约束的制导方法-CN202310424207.0在审
发明人：王佳楠;丁祥军;刘俊辉;单家元;单永志 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-04-19 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开的一种适用于变速飞行器的带视场角和落角约束的制导方法，属于飞行器精确制导技术领域。本发明实现方法为：对比例导引作用下飞行器的末端落角γf进行预测，将期望末端落角γd和末端落角预测值γf的差值δ定义为落角控制误差；当落角控制误差δ收敛到零时有γfγd。为落角控制误差δ设计期望变化率保证δ在击中目标之前收敛到零，同时满足导引头的视场角限制；采用偏置比例导引的反馈结构，通过设计偏置项，使飞行器的落角控制误差δ遵循所设计的期望变化率进而保证飞行器在精确命中目标的同时满足落角和视场角约束，实现对飞行器的带视场角和落角约束制导。在飞行器速度大小时变的情况下，本发明仍然能保证落角控制性能并满足视场角约束。
一种适用于变速飞行器视场约束制导方法

[发明专利]一种基于变前向距离LOS制导律的飞行器路径跟踪方法-CN202110457998.8有效
发明人：王捷;孟秀云;刘俊辉;王福仪;单家元 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于变前向距离LOS制导律的飞行器路径跟踪方法，属于飞行器制导控制领域。采用一种“S”型函数来表示LOS制导律设计中前向距离和路径跟踪偏差之间的关系，使得飞行器能够在不同的路径跟踪偏差情况下实现快速、稳定收敛到期望路径，并能够保证指令切换时光滑连续。针对飞行器倾斜转弯机动的特点，提出一种基于Lyapunov稳定性理论的指令转换方法，将LOS制导律给出的航向角指令转换为滚转角指令。本发明适用于采用倾斜转弯实现机动的飞行器路径跟踪问题，能够满足飞行器快速、稳定收敛到期望路径的任务需求；同时，所设计的算法易于在飞控计算机上编程实现，具有较好的工程实用性。
一种基于距离 los 制导飞行器路径跟踪方法

[发明专利]一种无人航空载运飞行器多约束气动减速控制方法-CN202210049032.5在审
发明人：刘俊辉;单家元;孟秀云;刘永善;丁晓;张书森 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-01-17 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开的一种无人航空载运飞行器多约束气动减速控制方法，属于无人航空器、巡航导弹飞行控制技术领域。本发明针对无人航空载运飞行器多约束下快速气动减速的需求，基于参考轨迹输入的弹目相对水平距离、参考高度、参考弹道倾角、参考俯仰角数据，通过计算当前飞行状态与标称轨迹的偏差得到控制偏差信息。综合高度、弹道倾角和攻角偏差得到综合的弹道倾角控制指令。根据控制指令设计弹道倾角跟踪与俯仰姿态驾驶仪复合驾驶仪，实现无人航空载运飞行器多约束气动减速控制。本发明适用于纵向轨迹跟踪问题，能够满足飞行器快速和稳定地跟踪标称高度，达到期望的末端速度、姿态的需求；本发明易于在飞控计算机上编程实现，具有较好的工程实用性。
一种无人航空载运飞行器约束气动减速控制方法

[发明专利]基于测量信息的带大落角约束变参数制导方法-CN202011410036.9有效
发明人：刘永善;刘俊辉;单家元;贾庆忠;丁艳 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明涉及制导飞行器技术领域，具体涉及一种基于测量信息的带落角约束变参数制导方法。本发明的目的是提出一种基于测量信息的带落角约束自适应变结构末制导方法,该方法根据导引头测量的弹目相对视线角速度信息和惯导测量的导弹位置、速度和姿态信息，结合预先设定、实时调节参数，计算得到同时保证制导精度和落角约束的法向过载指令，实现制导飞行器的高效毁伤与定向制导。
基于测量信息带大落角约束参数制导方法

[发明专利]基于涡喷发动机的动力增程滑翔飞行器定速巡航调节方法-CN202011407029.3有效
发明人：刘俊辉;单家元;孟秀云;王佳楠;贾庆忠 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： F02C9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于涡喷发动机的动力增程滑翔飞行器定速巡航调节方法，属于无人机、巡航导弹飞行控制技术领域。本发明的目的是为了解决采用低成本涡喷发动机的动力增程滑翔飞行器巡航速度控制问题，提供一种基于涡喷发动机的动力增程滑翔飞行器定速巡航调节方法。该方法针对使用无法进行转速指令频繁改变的涡喷发动机应用于飞行器定速巡航的需求，利用组合导航测量的飞行器加速度和速度信息，提出一种基于飞行器等效加速度和伪马赫数反馈的涡喷发动机转速指令调节方案，以实现动力增程滑翔飞行器定速巡航。
基于喷发动机动力滑翔飞行器巡航调节方法

[发明专利]带大落角约束中制导和末制导交接与制导信息的处理方法-CN202011407568.7有效
发明人：贾庆忠;刘俊辉;单家元;刘永善;丁艳 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-12-04 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： G05B13/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种带大落角约束中制导和末制导交接与制导信息的处理方法，属于制导飞行器技术领域。本发明的目的是提出一种带大落角约束中制导和末制导交接与制导信息的处理方法，该方法根据惯导测量的弹体位置、速度、姿态信息等，处理得到中制导和末制导所需的制导信息；以及中制导和末制导交接策略，以及中制导和末制导过载指令；以保证飞行器在中制导段飞行更远，在末制导段形成大落角，同时能够精确打击目标。
带大落角约束制导交接信息处理方法

[发明专利]一种网格背景下的高精度靶标识别检测方法-CN201910334915.9有效
发明人：王佳楠;江佳齐;单家元 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2019-04-24 - 公布日： 2021-04-27 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种网格背景下的高精度靶标识别检测方法。使用本发明能够实现网格背景下靶标的实时、高精度识别，为无人机撞网回收提供可靠的视觉导航信息。本发明首先设计了一种靶标，并基于梯度搜索阈值和最优阈值更新的算法，获取合适的二值化阈值，并利用形态学滤波和粗细轮廓筛选算法实现在网状背景下靶标识别，同时为了实现实时检测，采用生成感兴趣区域和降采样的方式实现算法加速，在无人机撞网回收过程中，本发明采用图像处理的方式为导航提供位置解算信息，使得无人机可以实现自主回收的功能。
一种网格背景高精度靶标识别检测方法

[发明专利]基于输出一致性的多弹协同制导方法-CN201610402960.X有效
发明人：王佳楠;康珅;单家元 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2016-06-08 - 公布日： 2018-04-03 - 主分类号： F41G3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于输出一致性的多弹协同制导方法，该方法为首先给定各导弹法向加速度和视场角的约束条件；基于导弹和目标的相对运动关系，建立导弹状态依赖的线性模型，选择所述导弹状态依赖的线性模型的趋同变量、视线角速度和视场角作为输出变量，根据设定的预测时域建立预测控制模型；基于预测控制模型和各导弹打击时间协同的要求，获得性能指标函数；其次将性能指标函数和约束条件转化为二次规划标准型；获得多弹协同制导的优化模型，利用凸优化方法，获得当前时刻各导弹的法向加速度，最后下一时刻采用更新后的各导弹状态直至各导弹命中目标。本发明能够实现在法向过载及视场角受到限制情况下的最优协同制导。
基于输出一致性协同制导方法

[发明专利]基于自旋稳定的单翼回旋飞行器升力优化设计方法-CN201610329445.3有效
发明人：康珅;王佳楠;单家元 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2016-05-18 - 公布日： 2017-12-15 - 主分类号： B64C27/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于自旋稳定的单翼回旋飞行器升力优化设计方法，该方法为根据人眼分辨率和视觉暂留时间获得飞行器的最小偏心距和最小转速；初步选取飞行器的几何参数、质量分布和预期转速的值；根据自旋稳定理论获得翼型静稳定度的取值范围；基于飞行器的动力学线性化模型的稳定解，获得翼型静稳定度与飞行器的悬停攻角之间的关系式；在所述翼型静稳定度的取值范围内选取翼型静稳定度；基于所述翼型静稳定度与飞行器的悬停攻角之间的关系式、选取的翼型静稳定度、几何参数、质量分布和预期转速的值，计算飞行器的悬停升力；直到飞行器调整后的悬停升力大于自身重力。该方法能够在不依赖提高转速的飞行方法下获得飞行器额外的升力。
基于自旋稳定单翼回旋飞行器升力优化设计方法

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