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JS金沙:无人飞行系统控制与优化团队介绍

一、师资队伍

团队负责人夏克伟现为中国自动化学会导航制导与控制专业委员会委员、中国自动化学会无人飞行器自主控制专委会委员、中国指挥与控制学会青年工作委员会委员,同时担任《Journal of Vibration and Control》的编委。目前,团队现有助理教授一名、研究员(宇航学院)一名,主要从事无人飞行系统控制与优化理论研究工作,在无人飞行器控制、网络化系统控制、基于优化或博弈理论的系统设计等方面展开了深入研究;同时,展视觉导航与定位、激光雷达自主定位与建图等方面的应用研究。

二、团队简介

团队依托“飞行器动力学与控制教育部重点实验室”、“飞行器自主控制北京市重点实验室”、“控制科学与工程”双一流建设一流学科、“航空宇航科学与技术”国防科工局重点学科、国防特色学科和国家重点培育学科开展工作,主要研究领域包括无人飞行系统控制与优化、自主定位与建图、视觉导航与路径规划、视觉伺服控制等。课题组具有良好的软、硬件平台设施,能为开展相关的科研实验提供足够的支持。

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图1 部分实验设备

三、人才培养

团队主要从事控制理论相关的教学工作,包括《现代控制理论》《线性系统》《网络系统的协同控制及其应用》(英文)等本科生、研究生课程。

团队科研经费充足、设备齐全,学生可根据自身爱好特长,结合团队特点,自主选择研究方向,定期与学生面对面进行经验交流和指导。同时,团队与部分航天院所、国内外知名大学和研究机构保持着良好合作关系,鼓励并积极帮助学生出国交流。

部分学生在课题组学习科研期间,获得了多项荣誉奖项,包括研究生国家奖学金、CSC公派研究生留学项目、“畅联智胜”无人蜂群联合行动挑战赛二等奖、第三届“无人争锋”挑战赛优胜奖、ICGNC会议“李明”最佳论文奖、JS金沙优秀博士学位论文、北京市优秀毕业生等。

四、代表性科研成果

无人飞行系统控制与优化团队负责人夏克伟现已发表SCI论文30余篇,包括IEEE、IFAC汇刊等权威期刊20余篇,承担国家自然科学基金、科技研发项目,并参与JW科技委项目等多项科研项目。目前已在移动目标自主降落、拒止环境中自主规划与控制等方面取得进展,部分研究成果包括:旋翼机自主着舰地面模拟实验、拒止环境下无人机自主规划与控制以及激光雷达定位与建图。部分代表性论文如下:

1. Kewei Xia, Seong-Min Lee, Wonmo Chung, Yao Zou, Hungsun Son, Moving target landing of a quadrotor using robust optimal guaranteed cost control. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2023, 10(3): 819-821.

2. Yao Zou, Kewei Xia, Zongyu Zuo, Zhengtao Ding, Distributed interval consensus of multi-agent systems with pulse width modulation protocol. IEEE Transactions on Automatic Control, 2023, 68(3): 1730-1737.

3. Kewei Xia, Minho Shin, Wonmo Chung, Myunggun Kim, Sangheon Lee, Hungsun Son. Landing a quadrotor UAV on a moving platform with sway motion using robust control. Control Engineering Practice. 2022, 128: 105288.

4. Yao Zou, Ziyang Meng, Kewei Xia, Consensus of cooperative–antagonistic multi-agent networks with asynchronous three-option decision mechanism. Automatica, 2022, 140: 110258. (Regular paper)

5. Yao Zou, Kewei Xia*, Wei He, Adaptive fault-tolerant distributed formation control of clustered vertical takeoff and landing UAVs. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2022, 58(2): 1069-1082. (Regular paper)

目前在无人机控制、视觉导航定位、自主建图等方面已取得进展,部分研究成果包括:

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图2 旋翼机自主着舰地面模拟实验

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图3 GPS拒止环境下的无人机自主飞行控制

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图4 激光雷达定位与建图


(撰稿人:夏克伟;数据截止到2023年12月)

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