静挚团队低空无人机算法开发与论文进展周例会
10月25日，民航飞行学院静挚无人机研究团队召开周例会。会议重点听取研三学生课题论文与科研任务进展汇报，严月浩、郝瑞两位老师就各课题的实验设计、创新点提炼及工程落地性等方面进行专业点评与指导。
一、固定翼无人机自适应控制论文评审
针对论文逻辑结构、创新点阐述及仿真论证提出以下修改建议：
- 梳理结构逻辑：补充研究背景，明确现有算法短板与拟解决的科学问题，完善研究动因；精简控制难点描述，聚焦核心攻克内容，以降低答辩质询风险。
- 完善机理阐释：补充小扰动线性化的适用前提与理论依据；阐明自适应增益的物理内涵与作用机理；厘清时域调度策略与严格意义自适应控制的表述边界。
- 补强仿真验证：目前仅完成软件在环仿真，需补充机载实测数据与飞行视频；修正关于UDP、TCP通信协议的相关描述。
二、多机路径规划与低空交通管理平台进展
汇报算法从单机向多机协同拓展的思路，并演示低空空中交通管理平台新版功能：
- 多机冲突消解：将其他无人机航迹视为带时间约束的动态障碍物，采取优先调速、原地等待策略，超限时触发局部航迹重规划。消融实验表明，连续优化、数据复用及启发式搜索可分别降低路径代价、提升运算效率并加快搜索速度。
- 平台迭代：新版上线综合首页、空域态势监视、空域资源管理、航线管理及机载设备管理等模块；支持三维航迹可视化，综合评估空间代价，自主决策上绕、下绕或侧向避障方案。
三、PX4飞控系统代码研读与原理分享
梳理PX4固定翼飞控源码，对比分析固定翼与多旋翼的控制差异：
- 编码规范与四层架构：统一编码规范，通过成员变量加m_前缀或使用this指针进行区分；PX4架构分为运行模块、算法库、uORB消息接口、机架配置四层，依赖uORB实现模块间数据交互。
- 固定翼分层控制：横向采用NPFG算法实现航迹跟踪与转弯，纵向利用TECS协同调控高度与空速；形成“任务指令→横纵向制导→姿态环→角速度环→控制分配→舵面/电机执行”的闭环链路。
四、四旋翼ADRC算法向PX4飞控移植
推进自抗扰控制（ADRC）算法在PX4硬件平台的移植工作，当前主要卡点在于固件部署与功能验证：
- 已完成V3固件烧录，解决老旧硬件多版本固件适配问题；但uORB消息订阅与发布逻辑尚未调试完毕，导致飞行器暂时无法起飞，下一步将重点排查消息交互逻辑。
五、无人机编队领航机故障重构实验
聚焦领航机失效场景，重点解决编队状态连续继承与多机防碰撞问题：
- 平滑重构：以故障瞬时各机真实运动状态为起点，保留故障机减速过程且不重置位置；一体化完成槽位分配、三维航迹规划及错峰时序设计，有效规避同步机动引发的碰撞。
- 安全校验：采用线段式轨迹检测替代离散点采样，校验整条航段的空域侵入情况与机间距离；在下发指令前校验状态偏差与空域变化，确保预校验通过后执行。
六、面向城市巡检的多无人机任务分配研究
研究兼顾三维避障与时空冲突约束的双机城市巡检任务分配方案：
- 基于三维栅格A*算法规划航迹，叠加时间维度冲突检测以约束等待点位；在贪心分配基础上引入邻域搜索优化，相比基线方法总巡检时长缩短40秒。目前已在500m×500m区域、1个基地、2个互降点及10个巡检点的场景中完成仿真闭环，后续将扩充测试场景以提升算法泛化能力。
七、基于奇异摄动理论的固定翼控制器设计
开展奇异摄动降阶控制器研究，对比传统滑模与改进超螺旋滑模的性能表现：
- 奇异摄动降阶后的PID控制效果与全阶系统接近，且在扰动下动态特性一致，证明降阶方法有效；快子系统采用“积分滑模面+超螺旋滑模”架构，相比传统滑模具有响应更快、超调更小及扰动抑制更优的特点。
2026年10月25日