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航空航天飞行器的制导与控制
1. 介绍导航、制导和控制的概念 2. 熟悉航空航天飞行器的各种制导和控制方式 3. 学生还可通过设计飞行控制系统来学习实现的动态目标。 4. 熟悉火箭和导弹的控制原理 5. 深入了解航天器的机动 课程成果：
基于实时设计强大的四轴飞行器软件...
摘要。目前，制造可靠的无人机（无人机）是科学和技术的一项重要任务，因为此类设备在数字经济和现代生活中有很多用例，所以我们需要确保它们的可靠性。在本文中，我们建议用低成本组件组装四轴飞行器以获得硬件原型，并使用现有的开源软件解决方案开发具有高可靠性要求的飞行控制器软件解决方案，该解决方案将满足航空电子软件标准。我们将结果用作教学课程“操作系统组件”和“软件验证”的模型。在研究中，我们分析了四轴飞行器及其飞行控制器的结构，并提出了一种自组装解决方案。我们将 Ardupilot 描述为无人机的开源软件、适当的 APM 控制器和 PID 控制方法。当今航空电子飞行控制器可靠软件的标准是实时分区操作系统，该系统能够以预期的速度响应来自设备的事件，并在隔离分区之间共享处理器时间和内存。此类操作系统的一个很好的例子是开源 POK（分区操作内核）。在其存储库中，它包含一个四轴飞行器系统的示例设计，使用 AADL 语言对其硬件和软件进行建模。我们将这种技术与模型驱动工程应用于在真实硬件上运行的演示系统，该系统包含一个以 PID 控制作为分区过程的飞行管理过程。使用分区操作系统将飞行系统软件的可靠性提升到了一个新的水平。为了提高控制逻辑的正确性，我们建议使用形式验证方法。我们还提供了使用演绎方法在代码级别以及使用微分动态逻辑在信息物理系统级别验证属性的示例，以证明稳定性。
带有嵌入式系统的无人飞行器基于深度学习的对象检测
编辑委员会博士Mustafa Necmiİlhan博士 - 加兹大学 - Özlemçakir博士 - DokuzEylül大学协会。MehmetMerveÖzaydın-AnkaraHacıBayramVeli University Assoc。
无线微型磁相变软执行器
应用。 [3] 然而，尽管取得了这些进展，这些执行器要实现大输出力和高重量标准化工作能力（以下称为“工作能力”）仍然具有挑战性。 [4] 这是因为组成材料较软且体积有限，难以储存和释放高机械能。 [2d,5] 目前，大多数微型软执行器的工作能力相对较低，在 10 –3 至 10 2 J kg − 1 范围内（图 S1，支持信息），[3b,6] 这使得它们无法用于潜在的医疗器械、操作和其他需要高工作能力的应用。 [7] 此外，现有磁控软执行器的最大输出力约为 60 µN。然而，许多医疗程序，如支架植入术 [8] 要求装置的输出力超过 1 N，这约为磁控软执行器最大输出力的 10软气动执行器同时提供了高机械性能和柔顺性，使其在强力操控中得到了广泛的应用。[9] 具体而言，尽管杨氏模量较小（约为 10 kPa），但这些执行器可以提供高工作能力（9 J g-1），比大多数已报道的执行器的性能高出约 10 1 –10 3 倍。尽管形状记忆合金具有类似的工作能力，但它是执行器的 10 6 倍
航天/航空航天飞行器先进制导与控制算法综述
在过去的几十年里，航天/航空航天飞行器的先进制导与控制 (G&C) 系统的设计受到了全世界的广泛关注，并将继续成为航空航天工业的主要关注点。毫不奇怪，由于存在各种模型不确定性和环境干扰，基于鲁棒和随机控制的方法在 G&C 系统设计中发挥了关键作用，并且已经成功构建了许多有效的算法来制导和操纵航天/航空航天飞行器的运动。除了这些面向稳定性理论的技术外，近年来，我们还看到一种日益增长的趋势，即设计基于优化理论和人工智能 (AI) 的航天/航空航天飞行器控制器，以满足对更好系统性能日益增长的需求。相关研究表明，这些新开发的策略可以从应用的角度带来许多好处，它们可以被视为驱动机载决策系统。本文系统地介绍了能够为航天/航空航天飞行器生成可靠制导和控制命令的最先进的算法。本文首先简要概述了航天/航空航天飞行器的制导和控制问题。随后，讨论了有关基于稳定性理论的 G&C 方法的大量学术著作。回顾并讨论了这些方法中固有的一些潜在问题和挑战。然后，概述了各种最近开发的基于优化理论的方法，这些方法能够产生最佳制导和控制命令，包括基于动态规划的方法、基于模型预测控制的方法和其他增强版本。还讨论了应用这些方法的关键方面，例如它们的主要优势和固有挑战。随后，特别关注最近探索 AI 技术在飞行器系统最佳控制方面的可能用途的尝试。讨论的重点说明了航天/航空航天飞行器控制问题如何从这些 AI 模型中受益。最后，总结了一些实际实施考虑因素以及一些未来的研究主题。
溶剂驱动的仿生软传感器和执行器
通过合规运动，他们的环境，例如pH，[6,7]温度，[8-10]湿度，[11-15]和光[16-18]。他们发挥了巨大的潜力来满足人造肌肉，能量发电机，阀门，握手，游泳者和步行者领域的感测和致动要求。最近，据报道了溶剂蒸气驱动的软驱动器[19-21]，并被视为人类 - 环境相互作用的有前途的设备。当前，分子吸收驱动的软致动器通常仅限于水，乙醇和丙酮蒸气，从而阻止其在晚期可穿戴应用中使用。最近对工程智能材料[22-25]及其作为软执行器的应用[26]表现出复杂的三维形状变形，已广泛审查以进行更全面的分析。简而言之，可以通过将非均匀的外部刺激应用于各向同性结构或通过各向异性执行器的概念来诱导3维（3D）变形，而后者是诱导可编程和可控制变形的有利选择。迄今为止，已经报道了一大批杂种结构，例如双层，梯度和图案结构。[27]在本文中，我们通过开发能够以受控方式精确曲线和扭曲的溶剂响应式仿生软执行器来利用这种方法。它们基于Su-8光敏环氧树脂的刚性微纹理，该树脂在聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜的一个或两个侧面图案化，以模拟生物生物。[30–35]将所得的微型结构软致动器与双层执行器进行比较，该动力器由在挥发性有机化合物（VOC）下膨胀的活性层组成，并沉积在被动层的顶部。PDM属于硅胶类，是高性能溶剂响应式软动力执行器的出色候选材料，因为它固有的机械灵活性和耐用性，可反复变形。PDMS除了在暴露于VOC时肿胀的能力外，还表现出较高的热和湿度稳定性。实际上，PDM经常用于分析化学领域[28]，例如作为水性培养基中采样分析物分子的有效矩阵材料。[29]尽管对于应用数量不需要PDM的肿胀，但它作为分子驱动的软设备的驱动材料提供了极好的选择性。据报道，基于PDM的聚合物构造的各种自我折叠微观结构已据报道，驱动机制，包括双层和表面张力驱动结构之间的热，磁性，应力不匹配。
2025-01-前所未有的人肢虚拟四轴飞行器。......
这项研究是 BrainGate2 临床试验的一部分，重点研究如何将这些神经信号与机器学习相结合，为患有神经损伤或疾病的人提供外部设备控制的新选择。这位参与者于 2016 年开始与斯坦福大学的研究团队合作，几年后，脊髓损伤导致他无法使用手臂或腿。他有兴趣为这项工作做出贡献，并且对飞行特别感兴趣。
多旋翼飞行器储能配置对飞行时间影响的快速确定方法及评估
摘要：城市空中交通 (UAM) 是指在大都市地区为有人驾驶飞机和无人机系统提供安全高效的空中交通运营，目前正由工业界、学术界和政府进行研究和开发。这种交通方式为构建一个绿色可持续的子行业提供了机会，它借鉴了数十年来航空业的经验教训。由于电动垂直起降 (eVTOL) 飞机操作无污染且空中交通管理简单，目前正在为此目的开发和试验这种技术。然而，要成功完成认证和商业化阶段，需要克服几个挑战，特别是在性能方面，例如飞行时间和续航能力以及可靠性。本文开发了一种快速确定 eVTOL 多旋翼飞行器推进链组件尺寸和选择方法，并在 GTOW 为 15 公斤的电动多旋翼飞行器缩小比例原型上进行了验证。该方法与储能系统配置的比较研究相关，以评估它们对飞行器飞行时间的影响。首先，使用全局非线性优化选择最佳的电机/螺旋桨对，以最大限度地提高这些部件的比效率。其次，确定五种储能技术的尺寸，以评估它们对飞行器飞行时间的影响。最后，基于此尺寸确定过程，使用基于推进链供应商数据的回归方法评估每种储能配置的优化推进链总起飞重量 (GTOW)。
适合太空应用的 Ku/K 波段 LTCC SMD 环行器
简介 鉴于对满足射频系统要求的需求日益增加，作为关键组件的循环器已成为研究的主题。传统循环器通常基于采用带状线或微带技术设计的 Y 型结形状。带状线循环器易于集成且损耗低。这种循环器拓扑结构可以通过同轴连接器连接，采用 Drop-in 技术实现或内置于表面贴装器件 (SMD)。尽管成本较高，但同轴循环器具有比其他产品更高的 EMC 屏蔽和功率处理能力。此外，Drop-in 设备处理的功率较少，并且没有 EMC 屏蔽。最后，SMD 循环器的功率处理能力低于同轴循环器，但 EMC 屏蔽比 Drop-in 更好。面对日益增长的小型化、集成化和降低成本的需求，LTCC（低温共烧陶瓷）技术是应对这些挑战的有希望的候选技术。LTCC 技术是一种通过多层结构封装集成电路的技术。它由堆叠胶带组成，可防止结点出现气隙，并降低高功率空间应用的多重击穿风险。在过去的几年中，许多已发表的研究都集中在 LTCC 循环器的设计上 [1]-[2]。然而，它们大多数都是理论上的，只有少数专注于工业用途 [3]。因此，Exens-Solutions 与 CNES、Thales TRT 和 IMT Atlantique 合作，提出了 LTCC 技术来开发用于保护有源天线的 K 波段循环器。该循环器由 Exens-Solutions 根据与 CNES 商定的规格设计。IMT Atlantique 负责循环器的制造过程。铁氧体和电介质材料带由 Thales TRT 开发。因此，本文分为四个部分。第一部分介绍 LTCC 循环器规格并详细介绍材料特性。第二部分描述了建立设计规则的试运行。第三部分讨论了 LTCC 循环器的设计步骤和模拟。制造步骤和测量结果在最后一节中报告。LTCC 环行器规格初步提出的拓扑结构采用带状线拓扑结构来设计封装在封装中的 LTCC 环行器。这种拓扑结构的优点是可以缩小环行器体积并避免金属路径受到任何损坏。如图 1 所示，在 LTCC 结构中添加了信号和接地通孔，以确保其与 SMD 表面的互连。
具有多路复用控制的微型软气动执行器矩阵
摘要 软机器人因其固有的柔软性和柔顺性而受到越来越多的关注。然而，要充分发挥其潜力，通常需要许多软部件和执行器。大型系统面临的一个主要挑战是集成和小型化。此外，对于气动控制的执行器，多路复用对于减少控制阀的管道至关重要。通过在软材料 (PDMS) 中嵌入两层交互式通道 (2 n ) 来形成执行器 (n 2 )，通过在通道交叉点处累积行程和力，实现了仅通过 2 n 个控制信号对 n 2 个交叉点进行多路复用控制的小型化软气动执行器矩阵 (SPAM)，这与产生恒定力的基于活塞的串联耦合气弹簧不同。研究了一种具有 2×4 个控制信号的 4×4 执行器的 SPAM 原型。在倾斜矩阵中演示了 SPAM，并在气动软传送带中使用两个耦合的 SPAM 进行平面操作。它的简单性和尺寸使其未来能够大规模集成到软机器人中。