运载火箭的减载控制通过减小攻角以降低气动载荷，然而，现有的减载自抗扰控制（ADRC）方法未充分考虑弹性影响，可能导致干扰估计精度下降，甚至降低控制系统的稳定性。为此，分析了弹性振动对干扰估计及观测器增益的影响，提出了一种抑制弹性振动的改进措施，通过隔离弹性运动与刚体运动，使扩张状态观测器（ESO）的量测输入与观测模型相匹配。基于此，推导了考虑弹性振动的自抗扰减载控制系统的开环传递函数，并给出一套参数整定规则，通过合理配置减载反馈控制带宽和扩张状态观测器带宽，在保证系统稳定裕度的基础上，简化了参数整定过程。仿真与实验结果表明，该方法提升了系统稳定性，同时实现了有效的干扰抑制和减载效果。最后，通过半实物仿真和火箭飞行试验验证了该算法的可行性。

针对调频连续波合成孔径雷达（FMCW SAR）对地面恒加速运动目标的运动参数估计及高分辨率成像问题展开研究。首先，建立FMCW SAR系统下的运动目标回波模型，提出自适应局部多项式傅里叶变换（ALPFT）对高达四阶的多普勒相位进行估计。其次，通过广义Keystone变换和Hough变换对距离徙动项进行校正，同时完成运动目标的速度信息估计。最后，通过补偿高阶多普勒相位以及方位重采样操作，实现对非中心目标的剩余空变相位的补偿，使场景中所有运动目标聚焦效果良好。仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。

未来城市低空或将面对大量电动垂直起降飞行器（electric Vertical Take-Off and Landing，eVTOL）的运行需求，将存在空域利用率低、碰撞风险高等潜在问题，保障飞行器运行的安全和高效需要合适的安全间隔标准。研究了城市低空下多机型eVTOL的安全间隔，为复合翼型eVTOL建立了经典Event纵向、侧向和垂直碰撞模型，为多旋翼型eVTOL建立了基于圆台体碰撞盒的改进Event模型。按照eVTOL的有效载荷与载客数，将eVTOL划分为轻型、中型和重型，选取主流机型进行分类统计并计算碰撞盒尺寸，考虑定位误差、借鉴所需导航性能（RNP）概念计算参数纵向、侧向和垂直重叠概率，并考虑航向角分布、俯仰角限制、速度误差分布等，建立仿真环境来计算相对速度这一参数。最后根据建立的碰撞模型计算不同类型eVTOL的侧向、纵向和垂直安全间隔，将轻型、中型和重型的安全目标水平分别设置为10^-7，10^-8，10^-9次/飞行小时，最终得出不同类型eVTOL之间的最小间隔，其中轻型多旋翼、轻型复合翼、中型复合翼、重型复合翼之间的最小安全间隔分别是82、83、93、102 m。研究结果可以为eVTOL间隔标准制定提供参考。

衡量航空母舰作战性能的关键指标是舰载机出动架次率，其高低取决于舰载机的保障阵位匹配策略。现有工作主要采用序列匹配和批量匹配方法为舰载机匹配保障阵位，但均存在一定的局限性，难以兼顾保障作业阵位匹配的实时性和质量。面对复杂时变的作业环境，确定合理的保障作业匹配策略变得十分困难。因此，在批量匹配方法的基础上，提出了一种新的舰载机保障作业自适应批量匹配决策方法。首先，通过构建多维环境状态编码的强化学习方法求解较优的时间窗划分策略。然后，在每个时间窗内应用高效率的批量匹配算法，以求解保障作业与保障阵位的最佳匹配方案。基于公开的尼米兹号航母数据进行的多组模拟实验结果表明，本文方法能够有效应对保障环境的动态变化，在满足实时性需求的前提下能够快速求解出高质量的保障作业阵位分配方案。

航天器在传统连续偏航模式下，绕偏航轴在一定角度范围内来回摆动，使航天器头部或尾部始终受到阳光直射，导致舱外设备的热设计需要花费额外的重量功耗代价。提出了头尾交替对日连续偏航的姿态控制策略，为航天器提供了受晒均匀的热环境，不仅简化了舱外设备的热设计，还有利于提高对温度范围波动敏感的设备在轨工作的可靠性。从发电量与推进剂消耗量两方面，比较了3种头尾交替对日连续偏航的姿态控制策略，将综合指标最优的余角偏航控制策略成功应用在了天舟一号货运飞船上。

针对航空发电机整流器实际故障样本数据较少等问题，提出一种基于格拉姆角积场-卷积神经网络（GAMF-CNN）的航空发电机整流器故障诊断技术。首先，采集整流器故障原始信号并进行预处理，将一维时序信号转化为格拉姆角积场图像，从而可以使故障诊断问题转变为图像识别问题；其次，借助深度迁移学习理念，采用卷积神经网络将仿真获取的故障特征知识迁移至缺少故障数据的发电机整流器中；最终，解决小样本数据下的航空发电机整流器故障诊断问题。经实验验证并与现有一些方法对比发现，所设计方法能以较高准确率实现故障二极管的诊断和定位。

三端口脉冲功率解耦-整流器利用功率解耦的控制思想，有效消除了以机载雷达为代表的脉冲功率型负载对供电系统造成的不利影响，其采用的传统电压外环比例积分控制在脉冲频率改变时难以做到最优动态控制效果。针对脉冲频率突降时由于功率反向传输导致的电压波动问题，从三端口整流器功率传输的角度分析，提出了一种基于功率重新分配的电容能量平衡控制（CEBC）算法。指出脉冲负载频率突降与突增的不同之处，与频率突增不同，突降过程要减小交流源输出功率，过低的功率在影响动态控制效果的同时还会造成稳态端口电压波动。为此从动态过程功率传输的角度对CEBC的具体实现方式进行理论分析，通过仿真对比了不同功率分配结果的电压控制效果，确定两级式结构具有最佳的动态控制效果。最后通过实验验证了所提方案的可行性。实验结果表明，采用两级式功率传输的CEBC方法可以有效减少系统响应时间，提升动态响应能力。

针对滑翔飞行器时间可控再入制导问题，提出了一种基于阻力加速度-能量剖面解析设计、在线自适应解析更新及鲁棒跟踪算法的时间可控再入制导方法。首先，设计了基于走廊边界双参数插值的多段光滑阻力加速度标准剖面，并给出了终端当地弹道倾角等多种约束的施加方法；推导了考虑地球自转影响的待飞时间、航程解析预测表达式，进而通过校正双剖面参数完成标准剖面的高精度解析设计。随后，设计了一种基于双/单参数顺序求解模式的阻力加速度剖面在线自适应更新策略，可根据实时态势进行两种剖面更新算法的自适应切换，完成待飞剖面的自适应解析更新，同时满足终端能量、当地弹道倾角、航程及飞行时间约束要求。在此基础上，设计了标准剖面跟踪算法和时间可控再入解析制导算法框架，实现了制导指令的在线快速生成。最终，以CAV-H再入滑翔为例进行仿真，验证了本文方法的有效性、快速性及多任务适用性；与现有基于解析预测校正的方法相比，所提方法具有较高的时间、航程及终端状态的控制精度；与现有基于标准剖面的方法相比，所提方法具有较高的计算效率和较大的时间可调范围。

舰机相对位姿鲁棒、高精度测量是舰载机自主着舰引导的关键技术之一。基于关键点检测和Perspective-n-Points（PnP）求解的机载单目位姿测量方法因其配置简单、能耗低、无需数据链支持等优势受到研究人员的广泛关注，但已有方法未考虑关键点检测误差，难以实现鲁棒、高精度相对位姿测量。针对这一问题，将舰船目标建模为稀疏关键点集合，进一步转化相对位姿测量为飞机运动状态估计问题，将二维关键点检测结果作为观测量，构建紧耦合的扩展卡尔曼滤波系统；针对观测噪声统计特性未知的问题，提出基于滑动窗口的观测噪声协方差矩阵自适应估计方法，进一步提升算法精度。仿真实验和真实缩比实验结果表明：方法鲁棒性、位姿解算精度优于传统方法，实现了机载单目视觉着舰引导中鲁棒、高精度的在线相对位姿测量。

实现稳定且精确的轨迹跟踪是水空两栖航行器（HAUV）实现跨介质运动操作的前提。为解决同轴HAUV在面临建模不确定性和外界环境复杂干扰的水空跨介质轨迹跟踪控制问题，一种非线性扰动观测器（NDO）增强的自适应反步控制器（ABSC）被设计出来。对同轴HAUV的介质跨越机理进行分析，充分考虑了如水体、风浪流等带来的附加变量，通过设计光滑的过渡函数建立了连续的动力学模型。在反步控制器（BSC）构成的控制器基础框架上，通过集成NDO来估计难以测量的集总不确定性，并引入自适应算法补偿NDO的观测误差。自适应算法和NDO联合作用，共同提高了系统鲁棒性。通过李雅普诺夫理论证明了闭环系统稳定性。仿真结果表明，本文所设计的控制器对未知扰动具有较强抑制能力，能够实现对水-空跨越轨迹的有效跟踪。

星地覆盖分析技术对于卫星通信、导航、对地观测等任务具有重要作用。本文面向卫星载荷对地覆盖需求，研究考虑地面仰角约束下的快速覆盖分析方法。首先提出了地面仰角视元模型，在此基础上建立地面仰角视元方程，并推导了该方程解析解的表达式。通过将上述结果投影到二维平面上，可以采用轨迹相交法快速求解地面仰角视场对卫星的可见窗口，即卫星满足地面仰角约束的时间范围；进而设计自适应搜索求根法在该区间内快速确定卫星对地面目标的可见窗口。基于地面仰角视元模型的可见窗口计算方法拓宽了视场映射方法计算可见性的适用范围，同时可以保证可见窗口的计算精度和计算效率。通过开展仿真试验，可以发现所提方法的可见窗口计算误差为0.01 s量级，计算效率相比传统数值方法提升了89.7%，这验证了所提出的模型和方法的有效性和高效性。

传导抗扰度预试验是一种通过仿真建模实现传导抗扰度测试功能的试验方法，可在机载设备研发阶段提供面向初步设计方案的电磁兼容性验证能力。在缺乏大电流注入探头详细设计参数的情况下，提出一种基于集总参数电路模型的探头磁芯磁导率测算方法，并据此建立大电流注入探头及其校准夹具三维仿真模型，通过开展三端口网络参数测试验证探头模型准确性；依据DO160测试标准搭建以大电流注入探头模型为核心的传导抗扰度预试验仿真平台，通过对比不同构型航空线缆终端耦合电压验证预试验仿真平台准确性。验证结果表明：大电流注入探头及传导抗扰度预试验仿真平台与试验装置具有高度一致性。

针对大规模星座任务协同调度具有卫星节点数量多、任务需求规模大、资源使用约束条件复杂，对多节点间协同调度的建模和求解要求较高等特点，设计了一种“任务预处理—统一化建模—规范优化求解—在轨指令生成”的阶段式统一化建模与求解顶层框架，在此顶层框架之下提出了一种基于改进合同网的多节点即时协同调度算法（CSA-ICNP），利用模糊寻优结合局部搜索策略提高算法的整体寻优能力。通过开展大量仿真实验，与随机搜索算法、贪婪搜索算法、基于冲突度的任务分配算法、最小负载最先分配算法和基于改进合同网协议的分布式卫星资源调度算法进行结果对比和性能分析，每个实验用例都获得了最佳目标函数值，平均提升了42.13%、41.51%、37.93%、37.53%和18.57%。

为系统提升高超声速飞行器在不同严重程度的执行机构故障情况下的容错能力和任务完成度，提出一种基于深度学习的飞行器分层协调容错方法。首先，为实现执行机构故障严重程度的在线量化分析，提出了基于深度神经网络的飞行器可配平能力预示方法和可达区域边界预示方法；接着，以上述2种预示方法为“纽带”，构建分层协调容错的总体框架——根据预示结果在线判断当前执行机构故障的严重程度，并针对性地协调控制层、制导层和规划层的容错机制，来尽可能弥补执行机构故障对飞行性能和任务完成能力的影响；最后，在3种不同严重程度的故障情况下进行仿真来验证所提方法的有效性。

针对复杂电磁环境下的多功能电磁设备用频激烈冲突问题，考虑连续和离散混合动作耦合决策挑战，研究基于强化学习的智能频谱共享技术。首先，考虑己方和干扰方用频规则等多方面因素影响，对复杂电磁干扰环境进行精细化建模，在此基础上，设计多任务需求下雷达通信一体化设备的频谱共享效能评估方法。其次，提出一种Greedy Proximal Policy Optimization（Greedy-PPO）智能频谱共享决策算法，对离散-连续动作空间进行解耦，利用PPO方法最优配置传输功率，基于此，结合Greedy方法求解频谱离散优化分配问题，获得近似最优的联合频谱共享策略。最后，通过仿真实验验证，Greedy-PPO算法相比贪心算法和DDQN算法，总体效能指标可提升48%和15%，具有优良的频谱利用率表现。

机载定向能武器是未来攻防对抗中获得非对称优势的决定性因素之一。针对定向能载荷对目标有效毁伤要求下的面对称飞行器位置、航向、倾斜姿态等多约束问题，提出一种侧向加速度补偿的定向定姿多约束机动制导策略。描述了机载定向能对地面目标实施打击的任务场景，揭示了定向能载荷约束下面对称飞行器的机动规律及其对位置、航向、倾斜姿态等的约束条件；基于面对称飞行器运动学模型及其位置、定向、定姿等多约束条件，设计了“虚拟导引-定姿攻击”的机动制导策略，协调各约束施加的时间和条件，避免了过约束可能导致的指令解算困难问题。分析了各约束条件之间的耦合关联特性，提出了虚拟导引定向制导机制，引导飞行器沿指定航向飞向目标；在此基础上，提出了基于侧向加速度补偿的定向定姿机动策略，主动产生侧向加速度以实现飞行器动态平衡，保证面对称飞行器能够同时满足并维持定向能载荷正常工作所需要的航向和倾斜角约束，确保定向能载荷拥有充足的照射时间。仿真结果表明，研究提出的基于侧向加速度补偿的机动制导策略，能够满足定向能载荷约束下面对称飞行器的定向定姿制导任务要求，对支撑机载定向能武器的实际运用具有一定的参考价值。

非合作目标位姿单目测量是未来太空任务的关键技术之一，基于深度神经网络的方法已取得优于传统方法的位姿测量精度。然而，由于在轨条件计算资源受限，已有方法使用的神经网络参数量大、计算复杂度高，不能满足在轨实时测量的需求。当模型参数减小时，神经网络的特征提取表达能力下降，导致位姿测量精度降低，因此通过轻量化神经网络实现高精度位姿测量是一个亟待解决的难题。为此，采用基于语义关键点的技术路线，提出了一种基于轻量化神经网络的非合作目标位姿测量方法。首先设计用于热力图回归的轻量级神经网络，其参数量仅为1.1×10⁶。然后，为提升语义关键点定位和位姿测量的精度，提出一种基于亚像素解码的语义关键点定位方法，同时实现了端到端监督。最后，提出辅助层监督训练方法，以进一步提升语义关键点定位精度。在公开数据集上的实验表明，所提方法在参数量小于10⁷的轻量化模型中，以最少的参数量实现了最高的位姿测量精度。在嵌入式开发板上的实验表明，所提方法在10 W和30 W的功率模式下，分别达到5 Hz和11 Hz的测量频率。

远距离逆行轨道（DRO）是地月空间中一族大尺度、绕月逆行的周期轨道，由于具有长期稳定和低能转移的优势，其已成为许多地月空间任务的潜在轨道。研究DRO上的近距离编队技术对于地月空间在轨服务等任务具有重要意义。由于导航误差和控制误差的存在，因此有必要研究DRO近距离相对运动的误差演化，并进行轨道保持策略的设计。首先，介绍了通过Floquet分解得到的DRO线性化相对运动的基础解集。然后，针对以周期解为基础的伴飞编队，分别采用柯西-格林张量和无迹变换对DRO伴飞编队进行了敏感性和安全性的分析，基于这些分析并且考虑工程约束，发现机动频率为每个周期2次且机动位置位于2个近月点处是较优的轨道保持方案。之后，分别基于相对轨迹跟踪和绝对相位偏置的思想给出了两种轨道保持算法。仿真结果显示，2种算法都能保证DRO近距离编队保持长期的安全性以及合理的构型。

针对混沌时间序列演化复杂，数据非平稳特征及噪声严重影响混沌时间序列短期预测精度的问题，提出了基于前向差分、改进小波包去噪和外因输入的非线性自回归网络（FD-IWPD-NARX）的非平稳含噪混沌时间序列（NNCTS）在线组合预测方法。在滚动时域框架下，采用前向差分平稳窗口内时间序列数据，改进小波包去噪阈值函数改善数据去噪效果，最后通过串并行闭环NARX神经网络对平稳去噪的混沌时间序列进行训练和测试。结果表明，前向差分和提出的改进小波包去噪可以有效提升NARX神经网络的预测性能；与不分窗NARX神经网络、循环神经网络（RNN）和标准长短期记忆网络（LSTM）相比，FD-IWPD-NARX网络可基于少量数据完成模型训练，在预测精度方面具有优势，且每窗模型的训练平均时长缩短至0.12 s，具有在线应用潜力。

地磁匹配定位具有无源、隐蔽、无累积误差等优点，在军事领域展现出广阔的应用前景。地磁匹配定位的核心是通过度量磁场实测序列与地磁基准图中待匹配序列的相似性，来确定载体当前的位置。针对现有地磁匹配相似性度量准则未能兼顾地磁序列全局特征和细节特征、易受磁场扰动影响等缺点，提出一种基于矩阵轮廓（MP）算法的空间矩阵轮廓准则（MP-S）来实现多尺度级联地磁匹配相似性度量。通过级联细节特征和全局空间约束构造空间最近邻（NN-S）函数，能够有效筛选地磁序列细节特征的错误匹配，提高定位精度和容错性能；同时，针对MP算法计算繁杂的问题，设计了一种二维磁图轻量化（2D-MLight）搜索与计算策略，通过避免相邻待匹配序列相似性重复计算，显著降低相似性度量算法的运行时间。某飞行器实测地磁数据的处理结果表明，使用MP-S准则进行相似性度量的水平定位误差为48.6 m，匹配概率为93.99%，优于目前常用的均方差（MSD）准则，并且2D-MLight轻量化搜索与计算过程能够满足实时定位需求，对于提高特征较为平坦、存在局部扰动等复杂场景的地磁匹配定位性能具有良好的工程应用意义。