沈阳航空航天大学成果推介（第十九期）

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智能跟随购物车设计与开发

成果单位：沈阳航空航天大学

所属行业：装备制造、人工智能

所属单位：自动化学院

成果/技术的基本情况：

开发具有自动导航、避障、自动跟随、智能结算等功能的智能跟随购物车。研发 GUI人机交互界面，使用航路规划技术完成购物车的自主寻径功能研发，采用基于视觉的图像跟踪方法开发购物车的自动跟随功能，采用云平台方式完成智能结算。

主要技术指标：

(1) 视觉自动跟随

(2) 自动归位充电

(3) 无接触自助扫码使用、结账

(4) 云平台通信与数据管理

(5) 基于大数据的用户行为分析与建议

市场需求及经济效益分析：

目前该项目已交付德国马牌轮胎(大陆集团)使用，未来拟转化方向包括： 超市、机场、无接触快递服务等。

成果（技术）获得资质：

取得的获奖、鉴定、专利情况等介绍。

1.已获德国马牌轮胎(大陆集团)验收通过。

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变循环航空发动机智能 AI 学习控制技术

成果单位：沈阳航空航天大学

所属行业：人工智能、航空发动机控制

所属单位：自动化学院

成果/技术的基本情况：

提出了变循环发动机智能 AI 学习控制技术，解决了变工况与特性衍变下传统方法效能不足问题。领域内首次将强化学习方法应用于航空发动机稳态、动态下的单/多变量控制，突破了状态参数选定、执行机构动作选取、面向控制性能的奖励函数设置、变工况训练指

令设计等关键技术， 使控制系统具备主动探索和自主学习能力，显著提高了发动机性能，并被应用于工程方案。

主要技术指标：

（1）稳态误差小于 0.5%

（2）超调量小于 1%

（3）调节时间小于 3s

（4）信号阶跃、参数拉偏的前提下控制品质评分大于 85

（5）控制系统具有自学习、自优化、参数自整定功能

市场需求及经济效益分析：

人工智能是推动新一轮军事革命的核心驱动力。研发变循环航空发动机智能 AI 学习控制技术虽存在一定难度，但极具开拓意义，符合国家大力发展先进航空发动机与人工智能相结合的战略背景， 面向六代机未来扩大的使用范围和多任务需求，实现控制系统的智能自主学习，打破常规控制的局限性，利用大量离、在线数据，获得高精度、强适应、自组织、自学习等优良性能， 并充分发挥推力最大、耗油率最小、涡轮前温度最优等性能效益，在高、低速等各种飞行和工作状态下都有良好的性能，具有重大的军事价值与应用前景。

成果（技术）获得资质：

取得的获奖、鉴定、专利情况等介绍。

1. 中国航天科工集团应用证明

2. 发明专利 4 件

3. 发动机行业会议技术论文 4 篇

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新能源飞机永磁同步电机智能学习控制技术

成果单位：沈阳航空航天大学

所属行业：人工智能、永磁同步电机控制

所在单位：自动化学院

成果/技术的基本情况：

项目围绕“新能源飞机永磁同步电机智能学习控制技术”，针对飞机电推进系统的控制策略展开了研究。获得了 2 项强化学习转速控制技术，分别为基于 DQN 的永磁同步电机控制技术和基于 DDPG 的永磁同步电机控制技术。有效解决了传统调速系统电流环响应速度慢导致的转矩动态性能差等问题。对电机 3 种工况进行了仿真验证， 仿真结果表明： 2种强化学习方法的动、稳态特性均优于传统 PID 控制方法， 并且电磁转矩能以更快的速度跟随负载转矩。

主要技术指标：

（1）所建立新能源飞机的永磁同步电机模型输入输出特性与 RX1E 型锐翔双座电动飞机电机一致；

（2）DQN 强化学习控制器实现了转速的无超调调节， 转速调节时间小于 0.01s，稳态误差小于 0.45%；

（3）DDPG 强化学习控制器实现了转速的无超调调节，转速调节时间小于 0.01s，稳态误差小于 0.2%。

市场需求及经济效益分析：

项目通过研究提出和建立的一整套 AI 智能控制设计方法，将提升通用航空推进系统关键技术指标，对电动机进行设计优化，为通航推进系统智能化发展提供一条新颖、可行的技术参考途径。项目研究成果对构建通用航空研发创新体系、平台，提高关键技术和部件的自主研发能力，发展具有自主知识产权、质优价廉的通用航空产品，具有积极的推动作用。

成果（技术）获得资质：

取得的获奖、鉴定、专利情况等介绍。

1. 辽宁通用航空研究院应用证明

2. 发明专利 1 件

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通风除尘风场自动化分析与配置优化技术

成果单位：沈阳航空航天大学

所属行业：装备制造、人工智能

所在单位：自动化学院

成果/技术的基本情况：

在多种工况下，通过简单组态的方式，自动化完成风场模拟与分析，优化通风除尘设备配置、并进行除尘效果评价。该成果属于军用转民用的典型代表，以飞行器设计中的流场分析为基础，针对粉尘颗粒和漂浮物，采用多相流方式予以创新改进，并采用人工智能优化方法实现了集设计、分析、优化于一体的自动化除尘解决方案。

主要技术指标：

(1) 通过参数输入或导入，自动化完成建模工作

(2) 自动化网格划分

(3) 流场的多种工况分析、图形显示

(4) 能够进行风场的配置优化，找到最优除尘方案

市场需求及经济效益分析：

目前该项目正在三一重型装备有限公司进行使用，未来拟转化方向包括：先进制造、矿山与隧道挖掘、建筑排风、航空航天设计等领域。

成果（技术）获得资质：

取得的获奖、鉴定、专利情况等介绍。

1.已获三一重型装备有限公司验收通过。

2.已部署于隧道掘进现场，获得环评通过。

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无人机/地面车异构系统的协作感知、避障与任务决策技术

成果单位：沈阳航空航天大学

所属行业：人工智能、自动控制

所在单位：自动化学院

成果/技术的基本情况：

本项目突破了由 UAV 和 UGV 组成的异构系统建模、控制、导航与决策等关键技术，有效提升了定位精度、智能体感知能力以及应对复杂任务的能力， 其主要功能包括：协作编队、协作避障、协作目标跟踪、实时图像感知、三维环境重构、无人机在移动平台的自

主起降、协作救援、协作追逃等。

主要技术指标：

(1) 在保持编队队形情况下，能够进行实时避障

(2) 协作完成运动目标跟踪与自动控制联动

(3) 室内、外三维环境感知与地形重构

(4) 无人机在移动平台的自主起降

(5) 协作救援、协作追逃

(6) 开放式任务平台与接口、可验证各种自动控制、图像处理、任务规划等算法， 地面站功能强大

市场需求及经济效益分析：

目前该项目已在多个领域进行测试与使用，未来拟转化方向包括科研验证、电子信息行业、测绘行业、安保行业、益智玩具行业、汽车制造行业、航空航天领域等。

成果（技术）获得资质：

取得的获奖、鉴定、专利情况等介绍。

1. 2019 中国航空学会 科学技术奖 三等奖。

2. 经过 2018 中国航空学会鉴定。

3. 2019 全国研究生电子设计竞赛 全国二等奖

4. 2018 全国研究生电子设计竞赛 全国一等奖

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