面向无人机故障诊断的知识图谱构建应用方法

近年无人机作业安全保障问题面临着严峻挑战,确保无人机安全作业至关重要。传统的无人机故障诊断方法具有容易造成知识浪费等问题,已无法满足日益复杂的工作需求,基于新兴研究热点的知识图谱,充分利用无人机先验知识进行故障诊断,可实现组件关联诊断并依靠专家知识实现诊断结果的可解释性。目前面向故障诊断知识图谱的研究较少,通常采用“预训练”模型解决深度学习模型训练的数据不足,但这种方法应用场景限制较大,且不能为后续研究者提供有价值可参考的训练样本。以无人机故障维修手册为主要数据,提出一种基于远程监督的机标人校数据标注方法,获得数量可观、标注精确的无人机故障语料库,并根据数据结构特点结合基于规则和BiLSTM-CRF网络的知识抽取方法,实验证明实体抽取效果良好。基于无人机故障诊断本体完成无人机故障诊断知识图谱的构建,通过Neo4j进行存储及可视化展示,并搭建无人机系统故障的智能问答系统,为无人机故障提供有理有据的精准诊断,证明了知识图谱在故障诊断领域的有效性,为基于知识图谱的故障诊断体系构建提供科学依据。     

ＩＷＳＮ中基于属性变化率的全局信任入侵检测

为提高工业无线传感器网络的入侵检测的精度和降低检测能耗,本文设计了基于属性变化率的全局信任入侵检测算法。通过属性变化率获取节点的全局信任值以检测攻击;通过人工蜂群算法选择最优簇头集以确保簇头的高可信度和降低网络整体的能耗;通过信任恢复机制恢复临时故障节点的信任,以降低虚警率。实验证明本方案具有较高的检测率和较低的虚警率,并能延长网络的生命周期。     

四旋翼无人机姿态系统复合连续快速非奇异终端滑模控制EI北大核心CSCD

本文针对受多源干扰影响的四旋翼无人机姿态系统,基于复合连续快速非奇异终端滑模算法,研究了姿态指令变化率未知情况下的连续有限时间姿态跟踪控制问题.首先,基于四旋翼无人机姿态回路动力学模型,通过引入虚拟控制量实现姿态跟踪误差动态的三通道解耦;其次,分别针对各通道跟踪误差动态设计高阶滑模观测器,实现跟踪误差变化率和集总干扰的有限时间估计;最后,结合姿态跟踪误差变化率的估计信息,构建动态快速非奇异终端滑模面,并在控制设计中用指数幂函数代替符号函数以保证控制量连续.并且基于Lyapunov分析方法给出了姿态跟踪误差有限时间收敛的严格证明,仿真结果验证了所提方法的有效性.     

具有执行器故障的四旋翼无人机有限时间容错控制

本文主要研究了四旋翼无人机在外部干扰、执行器存在部分失效和偏置故障并发情况下有限时间轨迹跟踪的控制问题. 通过分析四旋翼无人机动力学特性, 构建了带有外部干扰、执行器机构故障的动力学模型. 基于鲁棒全局快速终端滑模控制算法, 设计了一种有限时间容错控制器, 提高了系统对故障的响应速度. 其次, 针对常值/时变故障和干扰,在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿, 减少了由切换函数引起的系统抖振, 并基于Lyapunov函数对控制器的稳定性进行了分析. 最后, 通过仿真实验验证了所设计控制器的有效性和可靠性, 同时存在执行器故障和外部干扰的情况下, 无人机能够实现较好的轨迹跟踪性能.     

针对运动目标的多无人机协同鸽群优化搜索方法

针对多无人机协同运动目标搜索问题,本文设计了改进鸽群优化算法的协同搜索决策.首先,基于运动目标的独立性,建立了服从正态分布的目标概率信息图模型;为了提高环境中目标存在的确定度,建立了搜索环境的确定度信息图.其次,通过建立的吸引和排斥数字信息素图,引导无人机向未搜索区域飞行,减少重复搜索概率,提高协同目标搜索效率,并基于传统的鸽群算法,通过加入速度更新修正机制和精英代机制对其进行改进.然后,结合环境中目标的存在概率信息以及无人机搜索目标的探测信息,使用改进鸽群优化算法,规划无人机的最优搜索飞行路径.并设计避碰机制,以有效防止无人机搜索过程中的碰撞.最后,通过比较仿真实验验证了改进鸽群优化算法对运动目标协同搜索的有效性.     

基于元胞自动机的蜂群无人机故障影响模型

基于固定翼无人机飞行特性以及蜂群无人机控制策略,针对无人机控制器遭受恶意攻击的情形,采用时序网络与元胞自动机理论分析蜂群无人机故障影响机理.首先,通过时序网络分析蜂群无人机拓扑网络的变化情况,提出基于跳数的故障传播路径的确定方法;其次,考虑蜂群无人机状态信息,建立符合蜂群无人机特征的元胞对象,同时基于局部信息交互原则,确定元胞自动机的状态演变规则,并依据近邻信息对无人机控制律的影响,提出矢量投影法来确定故障影响权值,辨识出各无人机故障影响程度的动态变化情况;最后,建立仿真模型,利用预测与实际故障影响程度结果,基于DCG算法与模式距离验证所建故障影响模型的有效性.     

单级异步感应电磁推进器优化研究

为满足小型无人机起飞要求,选择异步感应电磁弹射系统为研究对象。建立单级异步感应电磁弹射器系统模型并应用Maxwell进行仿真分析。搭建了电磁弹射系统仿真试验平台,对影响系统发射性能的参数应用参数优化法进行分析,得到与系统最佳匹配的结构参数,试验结果表明该电磁弹射器可以满足小型无人机的起飞要求,优化设计异步感应电磁弹射系统,降低了系统的复杂性。     

风电场线路无人机巡检关键技术研究综述*

近年来,风电场作为新能源发展的前沿领域得到了大力发展。然而风电场多处于偏远位置,线路较长,对巡检工作的效率、智能化水平有着较高的要求。无人机作为一种新兴技术,广泛应用于电力巡检领域,但仍存在智能化不足的问题。为此聚焦风电场线路无人机巡检领域,分析无人机自主避障、路径规划等关键技术的研究现状,探讨其在风电场线路巡检的技术应用方案和发展前景。     

基于多旋翼无人机固定机巢自动巡检输电线路的控制技术研究

针对传统无人机在电力输电线路巡检中自动化程度不高的问题,提出了多旋翼无人机固定机巢自动巡检输电线路的控制技术。对串级位置PID控制器、自动起飞设计、航线飞行规划、自动返航降落设计等控制技术进行了重点阐述,最后成功应用于电力输电线路巡检中,有效降低了巡线人员的工作强度,实现了输电线路的全自动智能化巡检。