1 北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造研究所，北京 100081
2 北京化工大学材料科学与工程学院，北京 100029
飞秒激光液相烧蚀技术具有局部、瞬时、超快、超强等典型极端制造特点，在精密加工和纳米材料合成领域展现了独特优势。然而，飞秒激光液相烧蚀是跨多时间、空间尺度，多物理化学现象耦合的复杂过程，现阶段研究缺乏全面有效手段、对机理理解不足。简要介绍了飞秒激光液相烧蚀的基本过程和相关超快观测技术的发展历程，并进一步总结了超快观测技术在光丝、溶剂化电子、等离子体、气泡演化等过程中的应用。最后总结了飞秒激光液相烧蚀方法、观测和机理研究存在的问题，并基于现有问题对未来飞秒激光液相烧蚀中可能应用的超快观测技术进行了展望。
激光技术 飞秒激光 液相烧蚀 极端制造 泵浦探测 超快动力学 纳米颗粒
1 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院
2 北京航空航天大学 飞行器控制一体化技术重点实验室
3 北京航空航天大学 高等理工学院, 北京 100191
4 南京航空航天大学自动化学院, 南京 211106
对项目组在自主空中加油对接控制方面的研究成果进行了回顾。首先介绍了使用深度学习这一具有强非线性表征能力的回归技术结合CFD和高阶复杂模型的仿真数据, 所建立的受油机前扰波和面向控制的锥套预测模型。在此基础上, 介绍了借鉴空中加油人工驾驶对接的优点, 创新提出的反步高阶滑模抗扰动对接控制器、平动/转动综合的抗扰动对接控制器以及直瞄/变长度预瞄复合引导对接控制器。仿真结果表明, 所提方法显著提高了自主空中加油对接精度。
自主空中加油 对接控制 抗扰动控制 深度学习 autonomous air refueling docking control anti-disturbance control deep learning
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院, 北京 100191
主要针对国内软式空中加油, 设计了一套基于机器视觉技术的自主空中加油锥套跟踪与定位系统。首先, 对加油机系统建模, 利用有限元分析进行加油软管锥套建模, 为锥套运动提供基准数据; 然后, 利用最小椭圆定位完成锥套二维图像定位, 结合LHM算法完成三维定位; 接下来, 考虑到锥套定位稳定性较差以及输出频率较低的问题, 引入EKF提高系统鲁棒性并设置ROI区域减少图像处理时间; 最后仿真结果表明, 在不同紊流条件下, 基于EKF的视觉测量系统可提高系统鲁棒性并使输出频率大大提升。
空中加油 软管锥套 锥套跟踪 锥套定位 aerial refueling hose drogue drogue tracking drogue locating
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院, 北京 100191
在无人机软管式自动空中加油中, 受油机前扰波对于空中对接有着重要的影响。针对前扰波建模的迫切需求, 通过计算流体动力学(CFD)仿真, 得到受油机机头附近速度场数据, 基于此数据分析速度随位置的变化规律。以多项式的函数形式用最小二乘法拟合出速度沿x, y, z 3个轴向上的分布规律, 根据此规律推测出速度在机头横截面上的二维解析表达式, 再用多项式进行二维拟合, 接着用平面插值在满足精度的条件下求解出速度与三维位置坐标的解析表达式。最后对x, y, z 3个方向分别拟合插值并选取区域进行验证, 仿真结果表明了模型的有效性并且可以看出沿y轴方向进行插值误差最小。
无人机 空中加油 前扰波 多项式拟合 插值法 UAV air refueling bow wave polynomial fitting interpolation
