Deep reinforcement learning for six degree-of-freedom planetary landing

This work develops a deep reinforcement learning based approach for Six Degree-of-Freedom (DOF) planetary powered descent and landing. Future Mars missions will require advanced guidance, navigation, and control algorithms for the powered descent phase to target specific surface locations and achieve pinpoint accuracy (landing error ellipse <5 m radius). This requires both a navigation system capable of estimating the lander’s state in real-time and a guidance and control system that can map the estimated lander state to a commanded thrust for each lander engine. In this paper, we present a novel integrated guidance and control algorithm designed by applying the principles of reinforcement learning theory. The latter is used to learn a policy mapping the lander’s estimated state directly to a commanded thrust for each engine, resulting in accurate and almost fuel-optimal trajectories over a realistic deployment ellipse. Specifically, we use proximal policy optimization, a policy gradient method, to learn the policy. Another contribution of this paper is the use of different discount rates for terminal and shaping rewards, which significantly enhances optimization performance. We present simulation results demonstrating the guidance and control system’s performance in a 6-DOF simulation environment and demonstrate robustness to noise and system parameter uncertainty.     

航天器控制系统智能健康管理技术发展综述

健康管理作为智能自主控制亟待突破的关键技术之一,是提升航天器安全可靠稳定运行能力的有效手段。结合人工智能技术的发展趋势,基于前期已建立的新型航天器智能自主控制系统通用架构,详细综述航天器控制系统的智能健康管理技术现状与发展趋势。首先,根据现有航天器设计、研制和在轨的具体情况,梳理出航天器控制系统健康管理技术所面临的挑战;然后,分别从故障预警、故障诊断和寿命评估3个方面,详细阐述基于人工智能的健康管理技术研究现状及其在航天领域的应用情况;最后,提炼出航天器控制系统健康管理技术的发展方向。     

带有弹性减振器的磁悬浮转子跌落的动力学分析

为了防止磁悬浮轴承失效后高速旋转转子损坏磁悬浮轴承系统,主动磁悬浮轴承还需要保护轴承对转子起到临时支承作用。针对磁悬浮轴承失效后转子跌落在保护轴承上产生的振动与冲击,设计了1种在转子上安装弹性减振器的结构,运用动力学仿真软件ADAMS对转子-弹性减振器-保护轴承进行了动力学仿真,并进行了试验验证。结果表明:弹性减振器结构可明显减少轴承内圈所受的冲击。     

基于彩色编码的副油箱风洞模型位姿测量方法

高速飞行器副油箱分离位姿参数是飞行器以及副油箱设计的重要基础数据。位姿参数测量工作多在高度模拟飞行器飞行状态的风洞环境下进行,对缩比模型实施高速非接触测量。受风洞试验段观察视窗限制以及副油箱模型形状影响,副油箱模型位姿测量十分困难。首先针对风洞观察视窗以及风洞复杂环境对图像采集效果的影响,提出了基于自发光单元的副油箱运动序列图像采集方法,采用双目视觉系统高速采集获得目标物的清晰序列图像;其次,提出基于环绕式彩色编码的自发光标记点匹配方法,实现风洞复杂环境内标记点的高精度匹配;最后,根据副油箱表面合作标记点的三维坐标获取副油箱模型的位姿信息。试验结果表明:所提出的位姿测量方法满足测量要求,其最大位移误差不超过0.102mm、最大角度误差不超过0.201°。     

基于多维数据关联的舰载机联合目标判别技术

文章提出了一种基于多层空间侦察数据关联的舰载机联合目标判别技术,介绍了基于最小二乘的位置收敛算法和基于多维度联合的目标判别算法,分析了该技术在满足舰载机电子装备硬件条件下的可实现性。该项技术为舰载机有效利用多源战术情报、实时保障多种行动提供了一种新的思路和技术解决方案。     

人工智能飞行通信员系统方案设计

安全高效的陆空通信是提高飞行安全的重要手段,利用人工智能技术代替飞行机组功能需要综合评 估新系统的功能、性能及系统安全性等因素。针对人工智能飞行员系统的操作过程和机载系统的互操作接口开展设计,给出人工智能飞行通信员系统的工作原理和系统架构,以及硬件实现方案和部分飞行员操作界面,,总结人工智能技术替代飞行通讯员功能的优点。从系统安全性和通信性能两方面分析表明：人工智能飞行通 信员系统的方案可行且性能优于原人工陆空通话系统。     

基于工程图的飞机压延模设计CAD专家系统

基于工程设计ＣＡＤ专家系统特点,建立了ＡＤＤＥＳ专家系统（飞机压延模ＣＡＤ专家系统）。在建立ＤＩＥ编码系统基础上,使用特征编码等方法建立用户模型。系统中机构具有求解部分问题的能力,系统将机构层次地、分布式地组织,综合采用黑板结构、元推理等方法控制系统的问题求解策略,从而解决因知识库庞大而引起的效率低以及多专家系统合作等问题。     

一些空间站活动的智能系统

空间站活动的自主性要求空间系统具有智能。本文就空间站的一些活动,尤其是针对材料生产所需的智能:空间视觉,空间机器人规划,智能敏感器,专家系统等提出初步的设计思想和技术实现途径。并对支持这些智能的空间站计算机系统作一构思。     

自主空战机动决策方法综述

自主空战机动决策是基于数学优化、人工智能等方法,模拟飞行员空战决策,自动生成飞行控制指令的过程。它在空战仿真、飞行员辅助决策和无人战斗机自主飞行等领域广泛运用。根据求解思路的不同,综合论述了两类自主空战机动决策方法:针对基于对策的空战决策方法,阐述了从追逃对策到双目标对策的发展脉络和内在联系,并着重分析了两类重要的双目标对策模型——矩阵对策和影响图对策;针对基于人工智能的空战决策方法,系统论述了基于专家系统的机动决策、基于遗传学习系统的机动决策、基于人工免疫系统的机动决策和基于神经网络的机动决策,明确了各种决策的建模方法、适用条件、改进途径等问题。总结了各个空战机动决策方法的优点及不足,指出了自主空战机动决策的进一步研究思路。