张栋
- 作品数：30 被引量：76H指数：5
- 供职机构：西北工业大学航天学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国防基础科研计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术兵器科学与技术自动化与计算机技术军事更多>>
- 基于改进RRT算法的巡飞弹快速航迹规划方法被引量：5
- 2019年
- 针对巡飞弹在复杂战场环境条件下对航迹规划算法的快速性要求,基于快速扩展随机树(RRT)方法提出了一种快速高效且满足巡飞弹性能指标约束的工程化航迹规划算法。该算法在基本RRT算法框架下,借鉴稀疏A~*算法思想,改进了树节点扩展方式,引入了转弯半径、转弯角以及总航程等约束条件,设计了冗余节点裁剪方法,有效减少了规划空间内采样点密度、运算时间和航迹点个数,降低了巡飞弹转弯频率,并缩短了航程。最后,将规划航迹引入某型巡飞弹六自由度飞行动力学模型并进行了半实物仿真实验。仿真结果表明,改进RRT算法合理可行,易于工程实现,可用于巡飞弹快速航迹规划。
- 郝峰张栋唐硕尹会伟
- 关键词：巡飞弹
- 吸气式高超声速飞行器粘性力工程计算方法被引量：4
- 2013年
- 粘性干扰对吸气式高超声速飞行器气动、推进及其飞行稳定性有重要影响,基于无粘理论计算的精度不能满足实际需求。针对吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化的特点,研究了吸气式高超声速飞行器粘性力工程估算方法。该方法首先利用激波膨胀波理论及一维定常流理论确定气流参数变化,然后计算粘性力系数,最后对粘性力系数进行积分得到粘性力。通过计算飞行器表面粘性力及超燃冲压发动机内流道粘性力,分析了粘性对气动的影响及粘性随飞行高度变化规律。结果表明,粘性力对气动性能影响显著,尤其是阻力特性,粘性阻力占到总阻力的比重最高达到78%左右,粘性影响不容忽视。为了验证该方法,以某飞行器二维混合进气道为例进行了计算,计算结果与CFD基本一致。该方法可用于飞行器概念设计和初步研究阶段,对粘性力进行快速计算和影响分析。
- 张栋唐硕李世珍
- 关键词：粘性干扰高超声速飞行器
- 超燃冲压发动机燃烧室准一维建模与分析被引量：3
- 2015年
- 为了研究超燃冲压发动机燃烧室内气流变化规律,通过影响系数法,建立了超燃冲压发动机的准一维模型,该模型考虑了燃料质量添加、壁面传热、截面变化、壁面摩擦等影响因素,同时给出了燃烧室3种模态转换的边界条件。以单模块超燃冲压发动机为研究对象,仿真分析了超燃无激波模态和超燃斜激波模态下燃油当量比、攻角等参数对燃烧室气流参数的影响,结果表明,气流马赫数随当量比的增大、攻角的增大而减小。所建立的模型可为超燃冲压发动机总体设计及性能分析提供一种快速分析的手段。
- 张栋唐硕
- 关键词：超燃冲压发动机燃烧室双模态
- 面向总体性能的高速飞行器布局优化被引量：3
- 2016年
- 飞行器气动布局的选型和优化技术在总体设计中处于关键地位,在临近空间飞行的飞行器对升阻比和操控性能都提出了更高的要求。翼身组合的升力体外形由于兼顾内部装填以及升阻特性成为了目前高速飞行器主要的设计方向。以一类具有普适性的面对称升力体外形为基础,采用相关性分析手段提取出飞行器的关键几何参数,挖掘出几何参数对所关心的总体性能指标的影响度大小,并建立起基于CFD方法的气动布局优化平台,以总体性能指标为约束,优化出高升阻比外形,通过风洞试验验证了优化设计方法的有效性,为高速飞行器的气动布局工程化设计提供了有效的技术手段。
- 邓帆焦子涵付秋军陈林田书玲张栋
- 关键词：高速飞行器优化设计总体性能风洞试验
- 含落角约束打击运动目标偏置比例制导律设计被引量：4
- 2018年
- 以打击地面运动目标为研究对象,提出了一种带落角约束的偏置相对比例制导律。利用弹目相对运动关系,将运动目标视为一个虚拟静止目标。进而,实际的制导指令可转化为虚拟制导指令,即相对飞行轨迹角变化速率的设计问题。再依据相对关系,采用瞬时变化及小角度假设推导得到了偏置指令项。通过要求相对飞行轨迹角速率与视线角成比例并包含一个附加偏置项,实际弹道倾角的约束控制可通过间接控制相对飞行轨迹角实现。由于所提制导方案需要剩余时间,推导得到了一种针对运动目标并考虑比例项和偏置项的剩余时间估计方法。仿真结果表明,该制导律可以对运动目标实现全向打击,并具有良好的制导性能。
- 郝峰王鹏飞张栋
- 关键词：导弹落角约束
- 面向任务的无人机集群自主决策技术被引量：2
- 2022年
- 无人机集群协同作战的自主化、智能化是未来军事指挥控制技术发展的重要趋势,为满足日趋重视的集群应用需求,提出了面向协同作战任务的无人机集群自主决策技术概念与体系,建立了无人机集群多任务的通信-决策-规划-控制(communication,decision,planning,control;CDPC)自主决策框架.根据通信拓扑结构建立了集中式、完全分布式和混合式的决策样式,在此基础上,分别建立了感性任务推理决策模型和理性任务推理决策模型,探讨了模型的求解框架以及关键技术解决途径,表示无人机集群任务决策对协同作战的规划和实施具有较好的指导意义.
- 张栋王孟阳唐硕
- 关键词：协同作战
- 基于动态联盟策略的无人机集群在线任务规划方法被引量：1
- 2023年
- 针对复杂战场环境下无人集群任务规划所面临的高动态性、强不确定性以及多约束问题,提出一种基于动态联盟策略的分布式在线任务规划方法。描述无人机集群动态任务规划的典型场景,建立了异构无人机集群的多约束分布式任务规划数学模型;设计考虑集群动态拓扑约束的任务联盟组建策略,提出耦合Dubins航迹规划的改进蚁群算法,实现多约束强不确定动态任务规划问题的在线求解;构建异构无人机集群察打评一体的任务仿真场景,通过数字仿真以及虚实结合的半实物仿真技术验证所提出的策略和算法的有效性。研究结果表明:所提方法在动态任务规划过程中能够在损失较少任务完成时间的前提下可获得较优的系统效能,对于后续研究工作进一步走向工程化应用具有一定意义。
- 王孟阳张栋唐硕唐硕赵军民
- 关键词：无人机集群系统
- 基于MATD3的视距内协同空战机动决策
- 2023年
- 为提升多无人作战飞机空战的协同作战能力,提出一种基于多智能体双延迟深度确定性策略梯度(MATD3)的协同空战机动决策方法。首先,基于无人作战飞机的三自由度动力学模型构建空战环境,并结合飞行员的操纵方式,设计以控制量的变化量表示的动作空间。其次,优化了状态空间和奖励函数的设计,将友机与敌机的相对关系引入状态空间,根据相对角度、相对距离等空战态势因素建立连续型奖励函数,将飞行约束条件融入离散型奖励函数,提升机动决策的准确性和机动飞行的安全性;采用分阶段训练、启发式引导、双探索机制、交替冻结博弈等训练方法,提高算法的收敛速度和机动策略的鲁棒性。最后,构建了二对一空战的仿真场景,结果表明我方双机能够展现出明显的配合行为,提高了对空战态势的感知能力。
- 张栋唐俊林熊威任智杨书恒
- 关键词：无人作战飞机协同空战多智能体
- 高超声速飞行器一体化纵向气动特性分析被引量：5
- 2012年
- 高超声速飞行器机体/推进一体化构型具有高性能、高升阻比等优点,但由于气动、推进与控制作用相互耦合,给飞行动力学模型研究带来新的挑战。基于高超声速飞行器空气动力学理论,研究了一体化的气动推进计算方法。该方法采用斜激波理论、普朗特迈耶公式及激波膨胀波理论计算了高超声速飞行器气动力及推力,通过与CFD的计算结果比较,验证了方法的准确性与可靠性。最后对飞行器的纵向气动特性进行了分析与讨论。
- 张栋唐硕李世珍
- 关键词：高超声速飞行器气动特性
- 改进链式多种群遗传算法的防空火力任务分配被引量：3
- 2022年
- 为化解敌方空袭的威胁,提高中等规模防空火力任务分配问题的求解效率,提出一种性能优越的链式多种群遗传算法(CMPGA)。首先建立改进的防空火力任务分配模型,综合考虑目标威胁程度、可拦截性判断等因素。目标威胁程度考虑目标的高度、速度、射程以及相对距离等威胁因素。可拦截性判断考虑时间约束、空间约束和性能约束,并将其融入杀伤概率的计算中,以简化模型的约束条件。其次提出CMPGA算法求解中等规模防空火力的最优任务分配方案。算法中综合运用了种群重复个体的数量限制策略、适应度相近个体的交叉变异策略、陷入局部极值时部分较优解的删除策略、链式环中种群当前最优解的传递策略。算法充分利用多种群并行搜索的优点,加快收敛速度,持续保持种群多样性,避免陷入局部极值。在标准测试函数的仿真以及防空火力任务分配问题的应用中,通过与几种典型优化算法的对比分析,结果表明CMPGA算法的性能优势较大,能以较高的概率快速地搜寻到最优解,从而验证了该算法的有效性和优越性。
- 唐俊林张栋王孟阳刘亮亮
- 关键词：遗传算法
