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61. 发明公开

CN102866629A 随机系统基于动静混合神经网络建模的抗干扰控制方法有权
公开(公告)号：CN102866629A
公开(公告)日：2013-01-09
申请号：CN201210351048.8
申请日：2012-09-19
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 张玉民
IPC分类号： G05B13/00
摘要：随机系统基于动静混合神经网络建模的抗干扰控制方法，涉及随机分布控制系统批量输出静态神经网络建模、输出权的动态神经网建模和基于观测器的复合抗干扰控制。首先，对于随机分布控制系统批量输出建立静态神经网络逼近模型；其次，对于静态神经网络模型的权进行动态神经网络逼近，形成权动态系统；再次，针对系统中的有界干扰设计观测器进行估计并前馈补偿；最后，基于线性矩阵不等式方法对复合控制系统设计观测器增益和控制器增益，使系统实现稳定并满足一定的抗干扰性能。

62. 发明公开

CN102736518A 一种含测量和输入时滞的挠性航天器复合抗干扰控制器有权
公开(公告)号：CN102736518A
公开(公告)日：2012-10-17
申请号：CN201210258672.3
申请日：2012-07-24
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 李小凤 , 张玉民 , 乔建忠 , 张然
IPC分类号： G05B13/04
摘要：一种含测量和输入时滞的挠性航天器复合抗干扰控制器，涉及多时变时滞及多源干扰下挠性航天器的姿态控制。首先，建立挠性航天器动力学模型；其次，构造含测量和输入时滞的复合抗干扰控制器，针对由挠性附件振动引起的干扰设计含测量时滞的干扰观测器对其进行估计并前馈补偿，针对范数有界干扰设计状态反馈H∞控制器对其进行抑制；再次，根据3/2稳定性定理设计干扰观测器增益以保证干扰估计误差纯时滞方程的稳定性；最后，基于凸优化算法对含测量和输入时滞的复合控制系统设计状态反馈H∞控制器增益，使系统实现稳定并满足一定的H∞性能。本发明具有抗干扰能力强、便于设计等优点，可用于含测量和输入时滞的挠性航天器姿态控制。

63. 发明授权

CN101246011B 一种基于凸优化算法的多目标多传感器信息融合方法有权
公开(公告)号：CN101246011B
公开(公告)日：2012-03-21
申请号：CN200810101246.2
申请日：2008-03-03
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 王利学 , 房建成
IPC分类号： G01C21/00 , G01C21/20 , G01C21/26 , G01S5/02
摘要：一种基于凸优化算法的多目标多传感器信息融合方法，涉及一种捷联惯性/GPS/大气数据计算机/三轴磁强计组合导航系统信息融合方法，该方法首先使用大气数据计算机、三轴磁强计的速度、姿态数据将惯性导航系统镇定，构成高可靠、高自主性的捷联惯性/大气数据计算机/三轴磁强计组合导航内系统；其次根据现代控制理论最优控制思想，使用凸优化算法设计鲁棒多目标滤波器融合高精度的GPS位置、速度量测信息，构成外系统对内系统进行混合H2/H∞/保性能多目标滤波来提高整体系统的导航精度。充分发挥传统导航手段的高可靠性、可用性和卫星导航的高精度，最终实现基于多传感器的高可靠、高精度组合导航技术。

64. 发明公开

CN102289211A 一种基于多目标机的卫星姿态控制半物理仿真系统无效
公开(公告)号：CN102289211A
公开(公告)日：2011-12-21
申请号：CN201110172136.7
申请日：2011-06-24
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 乔建忠 , 欧阳滨 , 余远金 , 刘翠翠 , 刘华 , 杨照华 , 全伟 , 崔培玲 , 韩潮
IPC分类号： G05B17/02
摘要：一种基于多目标机的卫星姿态控制半物理仿真系统包括：实时定位子系统、姿态测量子系统、姿态控制综合处理系统、执行机构、信号调理箱、目标机、工作计算机和显示系统；实时定位子系统获取卫星的实时位置信息；针对卫星在轨飞行时不同工作模式，姿态测量子系统获取卫星的实时姿态信息；姿态控制综合处理系统管理所有的姿态测量部件与执行机构；目标机通过信号调理箱，将获取的实时位置和姿态信息进行姿态解算与力矩计算，然后发送控制信息给执行机构；执行机构将实际的执行信息通过信号调理箱回传给目标机，通过动力学解算得出卫星的实时姿态信息，并将姿态信息发送给姿态测量部件；本发明仿真实时性强、容错能力强、集成度高，对卫星姿态控制系统的设计和研制具有重要指导意义。

65. 发明公开

CN101712381A 一种基于多敏感器的定姿系统失效
公开(公告)号：CN101712381A
公开(公告)日：2010-05-26
申请号：CN200910237658.3
申请日：2009-11-13
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 全伟 , 刘丙利 , 杨照华
IPC分类号： B64G1/28
摘要：一种基于多敏感器的集成定姿系统，包括敏感子系统、信号采集及预处理子系统、综合处理子系统；敏感子系统集成了星敏感探头、太阳敏感探头、光纤陀螺和磁场探头这四类敏感部件；信号采集及预处理子系统由FPGA芯片及其外围电路实现，并行接收四类敏感探头的输出数据，并完成数据的平滑和预处理；最后利用以DSP(或ARM)芯片为核心的综合处理子系统，根据经过平滑和预处理后的太阳光信息、星光信息、惯性信息和地磁信息，采用基于蚁群粒子滤波算法的组合定姿方法，实现系统的高精度姿态确定。本发明实现了一种高精度、高集成度、高可靠性的集成定姿系统，对实现新一代对地观测卫星的高分辨率对地观测具有重要的实践意义。

66. 发明公开

CN101572533A 一种复合分层抗干扰滤波器有权
公开(公告)号：CN101572533A
公开(公告)日：2009-11-04
申请号：CN200910086896.9
申请日：2009-06-18
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 曹松银 , 张然 , 文新宇 , 全伟
IPC分类号： H03H21/00 , G05B13/00
摘要：一种复合分层抗干扰滤波器，涉及一类多源干扰系统的复合分层抗干扰滤波器设计；该发明针对一类含有随机干扰、能量有界干扰和外部模型描述干扰的多源干扰系统。首先，构造干扰观测器估计并抵消多源干扰系统中的外部模型描述干扰；其次，构造具有H∞和保成本性能指标的滤波器，其中H∞性能指标抑制系统中能量有界干扰，保成本性能指标抑制系统中随机干扰，并能优化估计误差方差的上界；基于干扰观测器、鲁棒H∞和保成本滤波器，构造复合分层抗干扰滤波器；最后，基于凸优化算法求解复合分层抗干扰滤波器增益阵列。本发明具有抗干扰性强、滤波精度高等优点，可用于航空航天器导航与控制系统等。

67. 发明授权

CN112269200B 一种基于可观测度的惯性/卫星系统自适应混合校正方法有权
公开(公告)号：CN112269200B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202011096081.1
申请日：2020-10-14
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 沈昕菁 , 杨健 , 豆青风 , 王岩
IPC分类号： G01S19/47 , G01C21/16
摘要：本发明公开一种基于可观测度的惯性/卫星系统自适应混合校正方法，包括以下步骤：首先针对惯性/卫星组合导航系统，利用加权最小二乘法，定义改进的组合导航系统的可观测性矩阵，进一步定义组合导航系统状态可观测度，并根据历史测量数据对可观测度进行归一化。最后，将归一化后的可观测度作为自适应因子，实现惯性/卫星组合导航系统状态的自适应混合校正。该方法可以提高惯性/卫星组合导航系统精度，减少状态误差估计值不准确对导航系统输出的影响，提升惯性/卫星组合导航系统自适应能力。

68. 发明公开

CN118012130A 一种基于无人机实时能力的安全决策与协同控制方法审中-公开
公开(公告)号：CN118012130A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410191577.9
申请日：2024-02-21
申请人：北京航空航天大学杭州创新研究院
发明人：郭雷 , 杨彬 , 周思成 , 贾金豆 , 郭克信 , 杨懿 , 余翔
IPC分类号： G05D1/695 , G05D109/20
摘要：本发明公开了一种基于无人机实时能力的安全决策与协同控制方法，包括：设计适应系统能力的轨迹规划方法；基于无人机能力量化分析计算安全阈值，并设计自适应触发安全决策机制；基于观测器设计无人机内环安全控制器，并实时监测无人机系统能力；当无人机发生执行器失效故障时根据其剩余能力进行安全决策，若剩余能力大于安全阈值，则无人机编队可正常飞行；若剩余能力小于安全阈值但大于悬停阈值，则调整性能参数进行性能降级，并设计可重构的协同控制器进行通信拓扑和队形重构；若剩余能力小于悬停阈值，则故障无人机立即执行降落程序。本方法可有效保障无人机编队在发生严重执行器故障时的安全性，适用于灾后搜索、应急救援等特种任务。

69. 发明公开

CN117739967A 一种基于旋转调制的偏振/微惯性导航系统审中-实审
公开(公告)号：CN117739967A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311782623.4
申请日：2023-12-22
申请人：北京航空航天大学杭州创新研究院
发明人：郭雷 , 牛萌 , 张泽君 , 余翔 , 杨健 , 刘鑫 , 章枝
IPC分类号： G01C21/16 , G01C25/00
摘要：本发明涉及一种基于旋转调制的偏振/微惯性导航系统，包括旋转单元和固定单元，其中旋转单元包括微惯性传感器、偏振传感器、旋转端信息处理单元、旋转角度测量单元中的增量式圆光栅、滑环转子、无线供电接收模块、第一无线通信模块；固定单元包括固定端信息处理单元、旋转角度测量单元中的读数头、滑环定子、无线供电发送模块、第二无线通信模块。电机带动旋转单元以转位方案转动，利用滑环或者无线通信、无线供电方式实现旋转单元与固定单元之间的通信和供电。本发明能够在不依靠外部设备情况下，利用旋转调制技术，使偏振/微惯性组合导航系统具有误差抑制和自标定功能，满足无人系统对自主导航系统的高精度、低成本需求。

70. 发明授权

CN113568308B 一种基于干扰观测器的机械系统无力传感触觉力估计方法有权
公开(公告)号：CN113568308B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202110798848.3
申请日：2021-07-15
申请人：北京航空航天大学
发明人：郭雷 , 魏嫣然 , 朱玉凯 , 乔建忠
IPC分类号： G05B13/04
摘要：本发明涉及一种基于干扰观测器的机械系统无力传感触觉力估计方法，建立配备电机位置传感器的机械系统动力学模型，合外干扰包含已知频率周期振动干扰与低频非周期干扰两部分，低频非周期干扰中的建模不确定性表示成乘积摄动模型的形式；根据干扰中的非周期部分及高频噪声频段特性，在标准H∞控制问题框架下给定优化策略，在连续域中得到最优的鲁棒干扰观测器，分离外干扰中的低频慢变外力信号；在离散域中设计指定频率陷波器，结合设计的鲁棒干扰观测器，设计复合鲁棒周期干扰观测器；建立机械系统触觉力模型，实现末端触觉力的估计与分离。本发明保证系统的鲁棒稳定，且过滤高频噪声和周期性振动干扰，提升触觉力传感的带宽及(56)对比文件郭雷.Robust particle filtering withenhanced outlier resilience and real-timedisturbance compensation《.Journal of theFranklin Institute》.2021,全文.Shahin Rouhani.Integrated MIMO faultdetection and disturbance observer-basedcontrol《.Mechatronics》.2021,全文.Yanmei Hu. H∞ finite-time controlfor LPV systems with parameter-varyingtime delays and external disturbance viaobserver-based state feedback《.Journal ofthe Franklin Institute》.2019,全文.丁力;房建成;魏彤;郑世强.一种抑制扰动的轴向磁轴承鲁棒控制新方法.北京航空航天大学学报.2010,(第04期),全文.

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