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期刊信息/Journal information
南京航空航天大学学报
南京航空航天大学
南京航空航天大学学报

南京航空航天大学

宣益民

双月刊

1005-2615

tnc01@nuaa.edu.cn

025-84892726

210016

南京市御道街29号1016信箱

南京航空航天大学学报/Journal Journal of Nanjing University of Aeronautics & AstronauticsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是主要反映航空、民航、航天科学技术及其理论基础成果的综合性学术刊物，创刊于1956年，其读者对象主要是航空、民航、航天、机械、电子、电气等领域的科技工作者、理工科院校师生和相应的管理干部。本刊是我国中文核心期刊和科技论文统计用期刊，并被包括美国“工程索引”核心刊（EI Compendex）在内的国内外多家权威检索系统收录，深受国内外科技界的重视与好评，先后获得“全国重点高校优秀学报”、“江苏省优秀期刊”、“江苏省双效期刊”等称号。
正式出版
收录年代

    低空监视技术及其发展趋势综述

    汤新民顾俊伟刘冰张康...
    973-993页
    查看更多>>摘要：随着低空经济改革的不断推进,低空飞行器呈现高密度、异构性、自主性、有人/无人混合运行的新局面.低空监视作为低空运行安全的重要保障,可以保证飞行器低空安全高效运行.为解决当前低空监视手段不健全的问题,需要针对复杂的低空环境,构建涵盖有人/无人混合运行的低空无盲区监视技术体系.首先,从低空监视的概念及其发展趋势分析了当前低空监视存在的难点问题,包括机载设备重量体积功耗限制、信道资源紧张和飞行器差异性;其次,从协作监视技术和非协作监视技术两个角度出发,阐述了国内外关键监视技术现状,并对各技术手段的相关特性进行系统化的对比总结;最后,面向新一代低空监视的发展,探讨未来协作监视、非协作监视以及融合监视技术的发展方向,以期对未来低空飞行器安全运行有一定的指导意义.

    低空监视技术协作与非协作监视城市空中交通广播式自动相关监视通感一体

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    复杂机场"机-车-场道"交通仿真模型研究

    苏佳明胡明华尹嘉男刘颖俪...
    994-1001页
    查看更多>>摘要：机场场面运行涉及多运行主体以及复杂运行环境,在机场结构相对固定的前提下,机场场面逐渐成为空中交通网络运行效率提升的瓶颈区域.提出了一种基于Nagel-Schreckenberg(NS)元胞自动机的机场场面运行模型,即Airport surface operations model(ASOM).ASOM考虑了4项航空器运行特征以及车辆与航空器在机场场面的协同运行机制,可在精准刻画机场场面区域航空器滑行道以及车辆行车道结构的同时,高精度模拟机场场面多类型航空器以及车辆运行过程,实现复杂机场"机-车-场道"协同仿真.使用深圳宝安国际机场的真实机场结构数据以及广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)数据进行案例分析,仿真结果与真实运行的数据之间的误差平均值(Average magnitude of error,AME)小于6%,证明了ASOM可以准确写实刻画机场场面运行.

    空中交通管理机场场面交通建模元胞自动机协同机制

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    城市复杂环境下多目标无人机路径规划研究

    李亚飞赵瑞
    1002-1012页
    查看更多>>摘要：针对当前无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)在城市范围内运行的噪声、成本与安全问题,对空域进行高度层划分,并在空气动力学等约束条件下,提出了基于噪声保护区的运行成本与坠地风险模型,满足UAV标准运行条件的同时,不仅降低其对环境和地面人群的噪声影响,还降低其运行成本与坠地风险.在此基础上,基于噪声保护区,运用改进Dubins路径规划方法,将Dubins路径规划思想与几何圆的切线相结合,增设节点处理,丰富UAV运行可选路径,并对路径进行优化处理.以Dijkstra算法为搜索最佳路径算法、总成本最低为目标,搜索一条UAV最佳运行路径,并与A*算法进行研究比对.仿真实验验证了所提模型和改进方法的有效性,降低了UAV运行噪声影响,缩减了运行成本,提高了运行的安全性和效率.据算例得出结果:双旋翼中型UAV(质量约15 kg,桨盘面积约1.313 m2)最佳运行高度为40 m,其运行最低总成本为5.42,较其余高度层运行总成本最高减少37.56%,最低减少5.91%.

    城市交通无人机噪声保护区运行坠地风险改进Dubins路径规划

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    考虑中转旅客的枢纽机场航班时刻优化

    马辰婷吴薇薇关柏川丁程锦...
    1013-1023页
    查看更多>>摘要：为了更加科学合理地配置机场航班时刻资源,提出了一种考虑中转旅客的航班时刻优化方法.首先,结合中转旅客出行选择特征,构建考虑候选行程有效性的航班衔接质量评估模型.其次,建立最大化航班衔接质量和最小化航班时刻最大偏移量的双目标模型,增加考虑中转旅客类型、衔接航班类型等约束条件,使优化模型更加符合枢纽机场实际中转运行情况.最后,设计了自适应大邻域搜索算法进行求解,并将模型及算法应用于北京首都国际机场进行案例分析.结果表明,所构建的模型能依据中转旅客在时间、空间、直飞航班影响以及服务质量上的选择差异,为旅客提供更多的有效行程,增加了可达机场数量,提高了机场连通性.优化后的旅客有效行程和航班衔接质量分别提升了21.74%和21.57%,约79.66%的航班衔接质量得到改善.可见,优化后的航班时刻在时空分布上更合理,能显著提高航班之间的衔接质量,为中转旅客提供更多的有效换乘选择.

    航空运输航班时刻优化旅客中转航班衔接自适应大邻域搜索

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    一种限界优化方法求解航班着陆调度问题

    冯小荣张帅丘东林王兴隆...
    1024-1035页
    查看更多>>摘要：航空运输需求持续增长与枢纽终端区空域资源紧张的情况日益凸显,本文提出了一种限界优化的动态规划方法(Dynamic programming approach to limit optimization,DPALO)求解终端区航班着陆调度问题(Arrived landing problem,ALP).首先建立了时间窗约束的航班着陆调度的离散化数学模型,推导了固定顺序下求解ALP的递推公式,并结合ALP问题特点,限界优化航班时间窗,并证明了所提方法不影响模型最优值的求解.其次,运用精英遗传算法、粒子群算法、线性循环交换和线性循环插空等方法调整航班序列,以期求得较优解.最后在 OR-Library 数据集进行验证,实验结果表明,采用精英遗传算法调整航班着陆序列,DPALO的计算结果优于已知最优解((Best known values,BKV)、仿生算法(Bionic algorithm,BA)和位移决策算法(Displacement decision algorthm,DDA),与细胞自动机优化方法(Cellular automaton optimization,CAO)、紧致子序列算法(Compact subsequence algorithm,CSA)和滚动时域-混合粒子群优化-局部搜索算法(Rolling horizon framework hybrid particle swarm optimization local search algorithm,RH-HPSO-LS)的结果相近;DPALO的时间效率在小样本数据集上时间效率达到毫秒级,在大样本数据集上相较于CSA、CAO和RH-HPSO-LS分别提升了76.88%、89.11%和78.28%.

    航班着陆调度时间窗约束动态规划遗传算法粒子群算法

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    航空发动机气路静电信号联合降噪方法

    刘岩刘珍珍白芳郭泽中...
    1036-1047页
    查看更多>>摘要：针对强背景噪声下航空发动机气路静电信号降噪问题,提出一种基于本征模态函数(Intrinsic modal function,IMF)自适应滤波联合小波阈值的静电信号降噪方法.首先,通过互补集合经验模态分解(Complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)方法对原始静电信号进行分解,得到若干平稳IMF;然后,构建最优重构自适应低通滤波算法筛选以有用信号为主的IMF分量;再对以噪声为主的IMF分量通过小波阈值算法进行降噪处理;最后,将上述信号重构,得到降噪后的静电信号.进行了仿真和实测信号验证并与传统方法对比,结果表明,该方法对发动机气路静电信号降噪效果良好,在微弱故障信号提取方面更具优越性.

    自适应降噪互补集合经验模态分解小波阈值静电监测航空发动机

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    具有不确定性的倾转旋翼机过渡模态模糊控制设计

    阎坤牛梦瑶陈超波沈海东...
    1048-1056页
    查看更多>>摘要：针对存在未知不确定性的倾转旋翼机从直升机模态到固定翼模态的模型切换稳定性问题,提出了基于模型依赖平均驻留时间方法的模糊自适应切换控制策略.首先,建立了倾转旋翼机的纵向运动系统模型.其次,针对倾转旋翼机过渡过程存在的未知不确定性,采用模糊逻辑系统对其不确定项进行逼近;针对存在不确定性的倾转旋翼机平稳切换问题,提出了模糊自适应鲁棒飞行控制策略,并从理论分析层面严格证明了所提出控制器的有效性.最后,仿真结果表明所提出的控制方法能够有效地实现倾转旋翼机模态转换过程中的轨迹跟踪,提升了飞行器的操控性和稳定性.

    倾转旋翼机模型依赖平均驻留时间模糊逻辑系统未知不确定性模型参考自适应

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    基于多传感器融合的高精度无人机空中对接方法

    向玉龙李嘉诚陈芊盛汉霖...
    1057-1065页
    查看更多>>摘要：多旋翼无人机空中对接技术可以解决多旋翼无人机续航能力有限、载荷小等问题,对提高多旋翼无人机的续航能力和任务效率有重要意义.但是当前多旋翼无人机空中对接方案成本高昂且对接精度差,易受环境限制.本文提出了一种基于单目视觉与惯性测量单元(Inertial measuring unit,IMU)融合定位并结合最优轨迹控制的空中对接方案,在保证对接精度的同时大幅降低成本.首先相机通过AprilTag对目标进行识别定位,再通过非线性优化对重投影误差进行最小化优化,并借助状态误差卡尔曼滤波器(Error state Kalman filter,ESKF)更准确地消除IMU的零偏,提高融合定位的精度;然后根据线性二次型控制器(Linear quadratic regulator,LQR)设计了最优对接控制器,并结合无人机的动力学模型,直接输出多旋翼无人机的姿态控制量,实现更加安全的空中对接;最后在四旋翼无人机平台上进行实验验证,顺利完成了空中对接任务,证明了该方法的可行性.

    多旋翼无人机视觉定位状态误差卡尔曼滤波器融合空中对接线性二次型控制器

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    基于POD方法的水下航行器振动响应快速求解

    王衡路宽刘骏童建忠...
    1066-1073页
    查看更多>>摘要：采用本征正交分解(Proper orthogonal decomposition,POD)方法对具有轴承非线性的壳体-电机-转子耦合系统进行模型降阶,以降低计算成本.针对壳体-电机-转子耦合结构采用有限元法建立起192自由度的转子系统模型.介绍了POD法的基本原理及其在壳体-电机-转子耦合系统中的具体表达.通过应用POD方法,壳体-电机-转子耦合系统分别减少到20、18和15个自由度,计算时间降低94%以上,且对比了简化系统和原系统的时间历程曲线和频谱,证明了POD方法的高效性和准确性.

    水下航行器非线性系统本征正交分解方法

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    基于动态传感器的无人机平面搜索研究

    杨浩辰李爱军郭永
    1074-1081页
    查看更多>>摘要：针对无人机平面搜索任务,本文采用动态传感器模型,研究了基于误差梯度的理论搜索策略.由于理论搜索策略存在局部最优情况,无人机在执行任务过程中会停止运动,导致搜索中断无法完成搜索任务,因此本文研究了基于理论搜索策略的改进搜索策略.采用改进搜索策略可以使平面任务区域内的所有点都被搜索且任意一点都达到期望的搜索度.在此基础上,为了减小冗余搜索度和缩短任务执行时间,本文提出了结合区域划分思想的搜索策略.最后,单无人机搜索和多无人机搜索仿真实验结果验证了本文研究的搜索策略的可行性.

    导航、制导与控制无人机平面搜索动态传感器

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