飞行器的栖落机动要求飞行器进行大迎角飞行、快速减速并精准地降落于目标区域，涉及复杂的非线性动力学、快时变特性。针对栖落机动过程的复杂动力学特性、较高的控制性能要求引出的挑战，提出了一种基于可达集、迭代学习的轨迹控制设计方法。首先，针对栖落机动控制系统设计了改进的后向可达集计算算法。然后，提出了一种由可达集引导并保证收敛域的迭代学习轨迹控制方法。针对飞行器的栖落机动，该方法可以从不准确的初始栖落轨迹开始，利用每次轨迹对应的可达集引导下一次轨迹控制设计，不断迭代调整轨迹并优化控制器参数；经过数次学习迭代，飞行器即能够实现满足多约束的栖落机动动作、最终精确地降落在目标区域，并能确保大范围的收敛域。在此基础上，针对栖落机动模型未知的情况，设计了基于SINDy算法的轨迹控制方法。最后，对所设计的基于可达集与迭代学习的栖落机动轨迹控制方法进行了仿真验证、对比。仿真结果表明，改进的可达集算法能够更精确地求得非线性栖落模型的可达集；所设计的轨迹控制方法能够在大偏差的情况下，快速学习迭代、实现成功的栖落机动。

针对当前无人机在复杂场景下难以高效构建环境地图和实现远距离全局规划的难题，提出了一种基于概率更新的剪枝可视性地图构建方法和分层规划策略，采用概率更新方式生成栅格地图，通过分层映射提取障碍物边界，结合碰撞检测从而构建出可视性地图。提出一种可视性地图剪枝策略以减小搜索空间，加快路径搜索速度。构建基于搜索和优化的分层规划算法框架，外层规划采用基于探索度的改进A^*算法，通过在代价函数中引入路径探索度，显著提升了无人机在复杂场景下的全局规划表现。内层规划则采用基于最小控制量（MINCO）轨迹表示的轨迹优化方法，以生成满足无人机速度、加速度约束的平滑飞行轨迹。最后，通过实验仿真和实飞验证，结果显示，基于剪枝可视性地图的改进A^*算法相较传统A^*算法，飞行距离减少了12.92%，飞行时间缩短了16.43%，提出的算法能够提升复杂场景下的规划效率和结果最优性。

随着防空反导拦截技术和装备的发展，进攻飞行器面临被防御武器拦截导致的战场生存率低、效能差等问题。针对拦截器拦截场景下的飞行器智能攻防博弈对抗问题，提出了一种考虑拦截器探测能力限制的飞行器智能机动突防制导策略。首先定义了拦截器视线角和探测范围，并利用拦截器与进攻飞行器之间的相对运动关系来描述攻防双方对抗态势的演变，进而基于深度强化学习原理设计了近端策略优化制导方法，构建了引导飞行器主动摆脱拦截器探测的马尔可夫决策链，并进一步优化飞行器奖励函数设计方法实现对目标的精确打击。在此基础上，通过引入信任动作探索技术来解决智能算法收敛慢的问题。仿真结果表明，智能机动突防制导策略赋予了飞行器自主学习优化属性，可以通过主动规避机动增加拦截器的探测难度，最终突破拦截器的探测能力极限实现突防逃逸。相比于传统PN-sin突防制导方法，提出的突防制导策略能够在攻防双方非对称机动能力场景下保持更高的突防成功率。

随着多电飞机（MEA）变频交流发电系统的发展，MEA变频交流电网中非线性电能变换装置及恒功率机电负载的增多，导致飞机电力系统出现问题，因此需要快速准确地提取电源的基波同步信号以实现对运行状态的监测并为电能质量治理装置的应用提供条件。针对上述问题，基于通用延迟信号叠加（GDSS）算子，通过加入频率自适应反馈环路设计，构造了一种具有较强谐波抑制能力及频率自适应能力的锁相环结构（AGDSS-PLL）。该方法利用GDSS算子谐波消除能力强、动态响应速度快的特点，实现对MEA变频电网电压在各种环境下基波信号的快速同步，并通过频率反馈外环增加其在复杂变频电网环境中实时追踪频率的自适应能力。最后，通过实验对所提方法与MEA变频电网常用的传统同步算法进行了对比和分析，结果表明所提AGDSS-PLL方法具有动态响应快、选频特性好、鲁棒性强的优点，能够实现在各种运行工况下对MEA变频交流电网同步信号的快速准确提取。

随着星间链路技术的发展，激光星间链路以其独特的优势得到了广泛的关注。相比现有的全球导航卫星系统（GNSS）采用的微波星间链路，无论在测距精度还是通信带宽上，以激光为媒介的星间通信更具优势。因此，在下一代GNSS建设中，系统组网方式将从全微波星间链路转变为以激光星间链路为主。然而，在系统过度阶段，即“局部激光+微波”，局部高速激光节点的部署是亟需解决的关键技术问题。为了解决上述问题，提出了一种提出了一种基于带精英策略的非支配排序遗传算法的多目标离散二进制选择算法（M-DBSA）来选择高速激光节点。首先，基于星间几何约束和天线俯仰角约束分析，建立了一个高中低星间可视性模型。其次，为了提升混合体制GNSS星间链路通信能力，采用M-DBSA得到优化的联合策略。最后，相比于所对比的算法，实验结果表明所提出的算法能进一步提升激光骨干节点对低轨卫星的覆盖性，缩短高速激光骨干节点对低轨卫星的重访时间约49%，并且保持了较好通信跳数分布。

无源雷达具有反干扰、隐蔽性好、成本低等优点，而利用目标上机会照射源（IO）的无源雷达技术与其他无源雷达系统构型相比，由于IO与目标的距离更近，目标散射信号更强，更易于实现目标的探测。到目前为止，使用目标携带IO进行无源逆合成孔径雷达（ISAR）成像的方法已经被扩展到三维干涉逆合成孔径雷达（InISAR）成像中，但当InISAR工作在斜视模式时，获得的三维图像会发生畸变，无法得到准确的三维重建结果。针对这一问题，提出一种适用于斜视情况的利用目标上IO的无源InISAR三维成像方法。利用坐标变换和非线性最小二乘法（NLS），从包含目标三维坐标信息的二维ISAR图像的距离信息和干涉相位中估计出成像观察坐标系下的目标三维坐标信息。之后，再次进行坐标变换，得到目标本体坐标系下的目标三维坐标信息，实现无畸变的目标三维重建。仿真实验验证了所提无源斜视InISAR三维成像方法的有效性，能够实现斜视畸变的校正。

为解决强对抗场景下无人机因遭受干扰而导致全球定位系统（GPS）失能无法精确获取自身定位的问题，考虑到无人机经常以编队或集群形式行动，提出一种依靠编队内的无人机相互测量相对空间位置并互为定位的方法，使无人机在GPS信号丢失后依然可以实时更新自身位置。针对GPS拒止环境，引入部分可观测马尔可夫决策过程（POMDP）理论，分析了POMDP模型要素，建立起协同定位调度的POMDP决策模型。提出了基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的信念状态更新方法和基于深度强化学习中深度Q网络（DQN）的Q值估计方法，以实现协同实时精确定位。不同场景下的应用测试表明，所建立的模型能够实现编队中GPS正常无人机的高效管理调度，能够控制GPS正常无人机对GPS失效无人机进行有效协同定位，即模型有效性得到了验证。

针对无人机导航系统在未知动态环境中难以进行建图、导航的问题，提出了基于改进双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法的端到端无地图导航方法。为解决无地图环境下无人机感知受限问题将导航模型定义为部分可观马尔科夫决策过程（POMDP）引入门控循环单元（GRU），使得策略网络能够利用历史状态的时序信息获取最优策略，避免陷入局部最优；基于TD3算法引入softmax算子对值函数进行处理，同时采用双策略网络，以解决TD3算法中存在策略函数不稳定和值函数低估问题；设计非稀疏奖励函数，解决强化学习策略在稀疏奖励条件下难以收敛的问题。最后，在AirSim平台上进行仿真实验，结果表明，相比传统深度强化学习算法，改进算法在无人机无地图避障导航问题上，具有更快的收敛速度和更高的任务成功率。

为了克服传统原位投影增强现实（PAR）系统在遮挡、受限空间中的投影局限性，设计并实现了一种基于跟踪的PAR装配辅助系统。首先，针对系统构建中存在的中转靶标定位问题，借用点对特征（PPF）中“整体建模，局部匹配”的思想，提出了一种基于投票的中转靶标定位算法。然后，针对中转靶标和投影仪之间的位姿标定问题，提出了一种基于多站位耦合的中转位姿标定算法，利用Kronecker积简化位姿模型，并通过构造拉格朗日方程进行求解。最后，通过开展中转靶标定位稳定性试验以及中转位姿标定试验验证了所提算法的有效性。通过在飞机机头舱段场景中进行投影定位试验，验证了系统的灵活性，也说明该系统框架可以有效地扩展PAR系统的应用范围。

随着中国空间站的长期运营和科学实验任务的不断推进，对中继卫星的需求显著增加，呈现出高频次、多任务和多样化服务的特点。这种复杂的需求迫切要求更灵活、高效的中继卫星调度方案，以满足用户个性化的服务需求。因此，提出了一种创新的中继卫星应用模式，重点考虑用户偏好，允许用户提交多个可选的服务时间窗口，并为每个任务指定期望的执行天线。为应对这一新模式，构建了一个综合考虑任务完成率、用户满意度、天线负载均衡和任务优先级的中继卫星调度模型，并设计了一种基于投票机制的多目标调度算法。该算法不仅集成了多种多目标调度方法，还在优化过程中自适应调整各方法的权重，确保在不同阶段选择出最优的调度策略。为验证所提出模式和算法的有效性，进行了大量仿真实验。实验结果表明，所提方法在解决中继卫星多目标调度问题上具有显著优势，与NSGA-Ⅱ、NSGA-Ⅲ、BiGE、GrEA、MOEA/D和AMODSA等多目标算法相比，在提高用户满意度和系统服务能力方面展现出显著优势。

电离层梯度是北斗卫星导航联合精密进近着舰系统（JPALS）在空间大气层所需监测的主要风险源，利用母舰多重短基线参考接收机的载波相位观测量可有效监测电离层梯度，而参考接收机阵列构型决定了电离层梯度监测的灵敏度。由于母舰复杂姿态变化以及整周模糊度固定错误的双重制约，导致传统平面型参考接收机阵列的监测灵敏度降低。为此，提出一种空间型参考接收机阵列设计方法，通过构建表征电离层梯度监测盲区的代价函数，优化参考接收机阵列构型以缩小监测盲区，从而提升精密进近阶段电离层梯度监测的灵敏度。同时，针对母舰的适装需求，提出约束姿态变化的次优空间型参考接收机阵列，以提高参考接收机布设的灵活性。仿真结果表明，在整周模糊度固定正确条件下，正四面体构型的监测灵敏度可免疫母舰姿态变化的影响。此外，相比于传统平面正方形构型，所设计的次优空间构型的监测盲区最大可减小39.32%。

目前近距智能空战的研究侧重理论与算法，在能量机动方面考虑有所欠缺。为了将能量机动融入近距空战模型，对空战理论进行了分析，提出了一种基于能量机动的1对1近距空战专家模型构建方法：基于能量机动，对空战态势进行静态态势与动态态势判断，得到期望的滚转角与法向过载，并采用比例-积分-微分（PID）控制算法对模型横航向与纵向进行控制。即模型通过态势判断直接得到期望飞行状态，无需选择执行某一机动，决策时间步长可以尽可能缩短，有利于缩短观察、判断、决策、行动（OODA）循环时间。仿真结果表明，所建立的模型在60场仿真模拟中获得了58场胜利，可以按设计发挥出战机的机动性能。提出的模型构建方法具有通用性，在近距空战教学与训练、无人机（UAV）空战等方面应用前景广阔。

火星车在火星表面巡视时需对前进方向的绝对方位角进行测量。“天问一号”火星探测器“祝融号”在火星车上采用了太阳敏感器实现方位角测量，火星表面太阳光强辐照度低且复杂，火星大气、陆地表面遍布尘埃，太阳敏感器在火星表面应用时将面临复杂光强、多尘埃的特殊环境。为保证“祝融号”火星车在火面移动的安全，太阳敏感器进行了自适应光强设计、防灰尘设计，并在地球表面开展了模拟设计验证试验，该款太阳敏感器已成功应用于“天问一号”火星探测器“祝融号”火星车，整个寿命期内产品在轨工作良好，有效保证了火星车导航需求。

针对雷达/定向能武器瞬时大功率瞬态用电需求和四象限电力作动器双向电能流动带来的机载供电稳定性难题，提出了一种基于高压储能和双向能量变换的航空高压直流电网大功率双向瞬态干扰抑制方法，有效地抑制了由于传统机载发电机系统响应慢带来的电网电压波动。首先，提出了一种基于高压蓄电池和双向功率变换的双向能量控制拓扑，利用高压蓄电池的瞬时充放电削峰填谷，实现瞬时双向电能的变换与控制。其次，提出了一种基于电网电压-负载电流和蓄电池荷电状态的综合能量管理策略，实现系统负载扰动的快速检测和供电模式的快速配置。再次，提出了一种基于微分跟踪器和负载电流前馈的稳压控制方案，改善双向功率变换器的稳压性能。实验结果表明，所提出的基于高压储能和双向能量变换方法能够有效抑制大功率双向瞬态电能冲击带来的电网电压波动，提升机载高压直流电源系统的鲁棒性和供电品质。

为应对终端区不确定因素对航班实际到达时间的影响，提出了基于机会约束的进场航班随机规划调度方法，旨在实现调度方案的鲁棒性。首先，基于历史飞行数据，梳理刻画航班从进港点到起始进近定位点（IAF）的到达时间不确定性分布。其次，考虑不确定性分布，引入机会约束以限制违背间隔约束的概率，建立2阶段随机规划模型。其中，第1阶段针对进场管制，在IAF前完成对航班的预排序和调度，最小化序列长度和飞行时间；第2阶段针对进近管制，建立安全间隔，最小化延误降落跑道。接着，为满足进场运行实时性需求，引入针对随机规划的滚动时域控制（RHC）算法，利用样本平均近似（SAA）算法重构随机规划模型。最后，采用广州白云机场实际运行数据实施验证。验证结果表明，基于随机规划问题提出的RHC算法，不但可以保证解的质量，而且大幅提升了模型求解效率。此外，进场调度方案的鲁棒性提升显著，“一落一起”与“两落一起”2种运行模式下，针对着陆延误指标，采用先到先服务（FCFS）策略的结果分别是所提方法的6.1倍、9.6倍；针对航班违反间隔比例指标，采用FCFS策略的结果是20%和18.9%，而所提方法均为3.5%；针对序列交换次数指标，采用FCFS策略的结果为5.2次和5.6次，而所提方法均为0次。

深度学习SAR图像仿真方法一般没有考虑SAR图像不同地貌类别特征差异，导致仿真图像地貌区分失真。针对这一情况，提出一种地貌类别信息指导的可见光到SAR图像转换算法。算法设计了地貌类别提取分支，使用注意力机制，从多个维度采集地貌类别信息，指导SAR图像仿真。设计了图像内容提取分支，使用对比学习，增强网络对可见光和SAR图像共有的内容信息的特征提取能力。设计了图像生成模块，在地貌类别信息的指导下，将内容信息转化为SAR图像，使生成的SAR图像具有对应地貌类别的特征，并使用路径正则化细分可见光到SAR图像的完整转换过程，降低实现难度。建立了具有多种不同地貌的可见光和SAR图像配对数据集，通过实验对比6类评价指标，所提算法较其他代表性算法均表现出较好性能，其中结构相似度至少提升了9.24%。同时，仿真SAR图像的视觉效果真实度更高，能够有效保留地貌类别特征。

随着信息技术和人工智能技术的快速发展，先进飞行器在军事和民用领域的应用越来越广泛。但随着执行的任务和工作环境变得越来越复杂，使得对飞行控制的要求也越来越高。如何在外部干扰等综合影响下，保证先进飞行器飞行控制系统的鲁棒性与安全性是近年来的研究热点之一。基于国内外现有的研究成果，综述了先进飞行器复合抗干扰技术的研究现状并展望了未来的研究发展方向。主要从先进飞行器多种时变干扰下的多干扰观测器协同复合控制，时变干扰与未建模动态综合作用下的复合抗扰控制，输入/输出与状态约束下的复合抗扰控制，以及基于干扰耦合利用的复合抗扰控制几个方面，分析了相应复合抗干扰控制器设计原理，并综述了目前已解决的关键技术。最后，对先进飞行器复合抗干扰控制技术的未来研究方向进行了展望。

电机是多电飞机供电与电驱动系统的核心单元，在提升飞机综合性能方面发挥关键作用。高效热管理是保障电机系统可靠安全运行以及支撑多电飞机能量优化的重要方向。首先总结了多电飞机上电机系统的作用及其高功率密度高效、高可靠应用特点，从热源、散热条件与应用环境3个层面分析了电机系统面临的热问题和挑战，进一步指出多电飞机电机系统高效冷却和热管理的必要性，论述了电机系统中损耗抑制、热隔离/热传导与热排散等关键技术。在此基础上提出了多电飞机电机系统主动温控和综合热管理概念，从飞机总体及机载系统层面对电机系统的冷却和热管理进行考量，为电机系统核心部件的优化设计提供新思路和要求。

针对导弹导引头视场角受限情况下的碰撞角度约束或碰撞时间约束末制导问题，提出了基于相对距离剖面高阶重塑的多约束末制导律设计方法。首先，针对二维平面末制导模型构建仅含视场角的辅助变量，设计参考弹目相对距离剖面为该辅助变量的高阶多项式。其次，利用制导初始和终端边界条件求解部分剖面参数，通过对辅助变量转化方程进行终端约束积分，给出待解参数的表达形式。进一步，基于模型转化分别给出参考剖面驱动的碰撞角度约束制导律和碰撞时间约束制导律。同时，为了保证导引头视场角连续衰减特性，给出了剖面参数满足条件，并基于此推理了碰撞角度约束和碰撞时间约束可达域的显式表征形式。与已有碰撞角度约束或碰撞时间约束剖面重塑制导律不同，设计了一种通用型n阶距离剖面重塑制导方法，不仅具有更宽的约束可达域，而且方便设计/工程人员选取和分析任意阶次重塑剖面下的制导特性。此外，针对不确定或扰动下理想剖面重塑过程存在的剖面偏差问题，对制导律进行了剖面跟踪偏差补偿与鲁棒修正，从而提升复杂工况下的多约束制导精度。最后，通过多种工况下的数值仿真对比分析，以及蒙特卡洛打靶仿真测试，验证了所设计制导律的有效性和鲁棒性。

航天运输系统已支撑中国完成了载人航天和探月工程等多项航天重大工程任务，在未来高密度发射和航班化需求愈发强烈的大背景下，对运载火箭的研制效率、适应能力、综合性能等方面提出了更高的要求。控制技术能够在这一发展进程中发挥重要作用，并且从理论方法层面持续创新控制技术，相较于其他技术途径是十分经济高效的解决方案。从3个方面归纳了航天运输系统控制技术面临的前沿难题，包括制导与轨迹规划一体化设计、全域不确定下的强适应控制、以及面向低温流体传输的主动流型控制等。针对前2项技术，讨论了其内涵、必要性、在长征火箭中的研究应用现状以及未来的发展方向；针对第3项技术，提出了基于多学科交叉解决方案下自主控制的技术路线。提出的这些挑战由于没有好的解决方案而曾一度被忽视，限制了火箭性能的进一步提升；通过技术的突破，将有望推动航天运输系统的发展跃上新台阶。