自动化学院

杨晓飞

副教授

自动化学院

脚踏实地，奋发向上，实现中国梦

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电信学院206

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镇江市丹徒区常晖路666号电子信息学院206

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- 科研项目
  
  11、GPS据止条件下的无人机导航和定位技术研究，企业委托课题，主持，30万，在研
  10、XXXX演示平台，中国兵器下属研究所委托课题，主持，200万，结题
  9、*******提升关键技术研究，军科委基础加强，参与，100万，在研
  8、********规划与控制方法，军科委，参与，结题
  7、船舶制造运营多源异构数据的感知和采集，中船集团下属研究所委托课题，结题，主持，49万
  6、不确定条件下基于维诺图的传感器网络覆盖空洞问题研究，江苏省高校自然科学研究基金面上项目，在研，结题
  5、基于航海雷达图像的海面风场监测方法研究，国家自然科学基金（青年科学基金项目），参与，2/5，结题
  4、面向大机动的无人机飞行控制与边界保护一体化方法研究，参与，2/5
  3、S波段阵列信号处理平台数字电路设计方案，企业横向课题，结题，主持
  2、用于无人机管控的雷达系统信息显控软件，企业横向，结题，主持
  1、航海雷达图像反演海面风场信息方法研究，江苏省自然科学基金项目，在研，参与，排名2
- 科研团队
  
  名称：自主智能无人系统网络化协同感知与控制实验室
  背景：随着人工智能技术的快速发展，具备自主智能特征的无人装置和系统开始出现在军民两用领域。目前已经成为我军智能化武器发展的一个重要方向，无人机、无人车、无人艇等装备开始在空军、陆军与海军投入使用，逐渐形成了异构无人系统协同作战的模式。其中，异构无人系统的协同探测和控制技术是其核心技术，已被广泛地视为一项重要的颠覆性技术。
  本实验室主要研究无人机、无人船艇和无人车等无人装置构成的异构系统的协同探测、规划、导航、控制等问题。结合我校船舶海洋的特色和建设一流造船大学的愿景，重点研究无人机与无人船的协同问题。支持电子信息学院控制科学与工程一级学科中控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、导航制导与控制二级学科的发展。支撑水面自主智能系统协同控制科研团队成员自主异构网络体系、无人机和无人艇控制、无人系统探测载荷技术等方向的研究。承担相关的数学仿真试验、半实物仿真试验、原型系统的快速开发实验和相关专业学生的综合实训。在学生培养方面，瞄准和支撑参与全国航行器设计大赛、智能车大赛、无人机大赛、全国大学生电子设计大赛等大型学科比赛，提升本科生和研究生的教育质量。
- 论文著作
  
  37.Meng Yuhang, YeHui, Yang Xiaofei, and Xiang Zhengrong. Design and Analysis of a Multimodal Hybrid Amphibious Vehicle [J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2025, Early Access, DOI:10.1109/TMECH.2024.3523633(中科院一区, TOP期刊)
  36.Chen Xun, Lin Yuanguang, Yang Xiaofei*, and Zhao Shang*. The Tight-Coupled SLAM System Based on LiDAR and Improved VGICP Method for Waterfront Environments [J]. Ocean Engineering, 2025, 326, 120934. (中科院二区, TOP期刊,本人通讯)
  35.Hu Jiabao, Yang Xiaofei*, Lou Mengmeng, Ye Hui, Shen Hao, and Xiang Zhengrong. Design, Simulation, and Field Testing of an Intelligent Control Algorithm Based on Event-Triggered and Nonlinear MPC for USVs [J]. IEEE Internet of Things Journal, 2025, Early Access, DOI: 10.1109/JIOT.2025.3550376.(中科院一区, TOP期刊，学生一作，本人通讯)
  34. Mengmeng Lou, Xiaofei Yang*, Jiabao Hu, Hao Shen, Bing Xu, Zhengrong Xiang, Bin Zhang. Design and Field Test of Collision Avoidance Method with Prediction for USVs: A Deep Deterministic Policy Gradient Approach. IEEE Internet of Things Journal. 2024, Early access(中科院一区，TOP期刊，学生一作，本人通讯)
  33. Mengmeng Lou, Xiaofei Yang*, Jiabao Hu, Zhiyu Zhu, Hao Shen, Zhengrong Xiang, Bin Zhang. A Balanced Collision Avoidance Algorithm for USVs in Complex Environment: A Deep Reinforcement Learning Approach. IEEE Transactions on Intelligent Transport System. 2024，(中科院一区，TOP期刊，学生一作，本人通讯)
  32. Jiabao Hu, Xiaofei Yang, Mengmeng Lou, Hui Ye, Xun Chen, Zhengrong Xiang. An intelligent control method for autonomous ferries in inland waterways: A nonlinear terminal-free model predictive control approach. Ocean Engineering, 312 (2024) 119076，(中科院二区，船海TOP，学生一作，本人通讯)
  31.Xiaofei Yang, Qi Wang, Jiabao Hu, Bing Xu, Shihong Ding, Zhengrong Xiang, and Bin Zhang. Fixed-time Generalized Super-twisting Controller for the Trajectory Tracking of Unmanned Surface Vehicles in Autonomous Berthing. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2024, (中科院一区，TOP期刊)
  30.Xiaofei Yang, Mengmeng Lou, Jiabao Hu, Hui Ye, Zhiyu Zhu, Hao Shen, Zhengrong Xiang, Bin Zhang. A human-like collision avoidance method for USVs based on deep reinforcement learning and velocity obstacle. Expert Systems with Applications. Volume 254, 15 November 2024, 124388. (中科院一区，人工智能TOP期刊)
  29. Xiaofei Yang, Hongwei She, Mengmeng Lou, Hui Ye, Jun Guan, Jianzhen Li, Zhengrong Xiang, Hao Shen, and Bin Zhang. A Joint Ship Detection and Waterway Segmentation Method for Environment-aware of USVs in Canal Waterways. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, early access
  DOI: 10.1109/TASE.2024.3375300, 2024.(中科院二区，中国自动化学会推荐的A+类期刊)
  28. Xin Yan, Xiaofei Yang, Beizhen Feng, Wei Liu, Hui Ye, Zhiyu Zhu, Hao Shen, Zhengrong Xiang. A navigation accuracy compensation algorithm for low-cost unmanned surface vehicles based on models and event triggers. Control Engineering Practice. 2024, 146(2024), 105896.(学生一作，中科院二区，中国自动化学会推荐的A类期刊，2024年高被引论文)
  27. X. F. Yang, X. B. Hu, H. Ye, H. Shen. Fraction-order MRAC method based fault tolerant control for plant protection UAV with actuator failure and uncertainty. International Journal of Control Automation and Systems, 2023, 21(4), 2623-2633.（中科院三区）
  26.X. F. Yang, X. Yan, W. Liu, H. Ye, Z. P. Du, W. B. Zhong. An improved Stanley guidance law for large curvature path following of unmanned surface vehicle. Ocean Engineering, 2022, 266 (2022), 112797.（中科院二区，船海TOP）
  25.X. F. Yang, Y. L. Shi, W. Liu, H. Ye, W. B. Zhong, Z. R. Xiang. Global path planning algorithm based on double DQN for multi-tasks amphibious unmanned surface vehicle. Ocean Engineering, 266 (2022) 112809.（中科院二区，船海TOP）
  24.X. F. Yang, J. Wang, D. P. Song, B. Z. Feng, H. Ye. A Novel NLOS Error Compensation Method Based IMU for UWB Indoor Positioning System. IEEE Sensors Journal, 2021, 21(9), 11203-11212.（中科院二区）
  23. X. F. Yang, X. N. Zhu, W. Liu, H. Ye, W. T. Xue, C. L. Yan, W. X. Xu. A hybrid autonomous recovery scheme for AUV based Dubins path and non-singular terminal sliding mode control method. IEEE Access, 2022, 10(2022): 61265-61276.
  22. X. F. Yang, J. Wang, H. Ye, J. Z. Li. Semi-autonomous coordinate configuration technology of base stations in indoor positioning system based on UWB. Electronics, 2020, 9(1), 33
  21. Hui Ye, Shipeng Wu, Wei Liu *, Xiaofei Yang, Zhaoping Du, Wentao Xue. Adaptive neural synergetic heading control for USVs with unknown dynamics and disturbances. Ocean Engineering 300 (2024) 117438（中科院二区，船海TOP）
  20. Yuhang Meng, Hui Ye, Zhengrong Xiang, Xiaofei Yang, Hao Zhan. An adaptive internal model control approach for unmanned surface vehicle based on bidirectional long short-term memory neural network: Implementation and field testing. Mechatronics, Volume 99, May 2024, 103145.
  19. W. Liu, H. Ye, X. F. Yang. Model-Free Adaptive Sliding Mode Control Method for Unmanned Surface Vehicle Course Control. Journal of Marine. Science and Engineering. 2023, 11(10), 1904
  18. Z. P. Du, Y. F. Fang, X. F. Yang, J. Z. Li. Design of PI controller for a class of discrete cascade control systems. IEEE Trans. on Automation Science and Engineering, 2023, 20(4), 2607-2615. (中科院二区，中国自动化学会推荐的A+类期刊)
  17. W. Liu, K. Qiu, X. F. Yang, R. H. Wang, Z. R. Xiang, Y. Wang, W. X. Xu. COLREGS-based collision avoidance algorithm for unmanned surface vehicles using modified artificial potential fields. Physical Communication, 2023, 57 (2023), 101980.
  16. W. Liu, H. Ye and X. F. Yang. Super-twisting sliding mode control for the trajectory tracking of underactuated USVs with disturbances. Journal of Marine. Science and Engineering. 2023, 11, 636 (2024 Highly cited paper)
  15. Hui Ye, Shipeng Wu, Wei Liu, Xiaofei Yang, Zhaoping Du, Wentao Xue. Adaptive neural synergetic heading control for USVs with unknown dynamics and disturbances[J]. Ocean Engineering 300 (2024) 117438,2024
  14. Y. H. Meng, H. Ye, X. F. Yang. Trajectory-tracking control of an unmanned surface vehicle based on characteristic modeling approach: implementation and field testing. IET Cyber-Systems and Robotics, 2023, 5(2), e12089.(2023 Wiley Open Science Excellent Author Program outstanding contribution in open science)
  13. F. F. Song, X. F. Yang, Z. R. Xiang. Autonomous berthing of unmanned surface vehicles based on improved Dubins-RRT algorithm and non-singular terminal sliding mode control, 2023, IEEE Access, 11(2023), 43259-43168.
  12. W. B. Zhong, H.D. Li, Y. Z. Meng, X. F. Yang, Y. B. Feng, H. Ye, W. Liu. USV path following controller based on DDPG with composite state-space and dynamic reward function. Ocean Engineering 266 (2022) 112449.
  11. C. J. Li, G. P. Liu, L. Qi, J. Z. Li, Z. P. Du, X. F. Yang. Predictive consensus for networked multi-agent systems with switching topology, input delay and time-varying communication delays. IEEE Trans. on Circuits and Systems II: Express Briefs, 2022, 69(2), 444-448.
  10. H. X. Wu, W. T. Xue, H. Ye, X. F. Yang. Improved reinforcement learning using stability augmentation with application to quadrotor attitude control. IEEE Access, 2022, 10(2022), 67590-67604.
  9. H. Ye, X. F. Yang, H. Shen, R. Li. Standoff tracking of a moving target for quadrotor using Lyapunov potential function. International Journal of Control, Automation and Systems, 2020, 18(4), 845-855.
  8. Z. P. Du, W. Li, J. Z. Li, X. F. Yang. Event-triggered H-infinity control for continuous-time singular networked cascade control systems with state delay. IEEE Access, 2020, 8(1), 2760-2771
  7. Q. K. Hou, L. Ma, S. H. Ding, X. F. Yang, X. Y. Chen. Composite finite-time straight-line path-following control of an underactuated surface vessel. Journal of Franklin Institute, 2020, 357(2020), 11496-11517.
  6. K. Q. Mei , S. H. Ding , X. F. Yang, L. Ma . Second-order sliding mode controller design with a larger domain of attraction. Journal of Systems Science and Complexity, 2020, 33(1), 61-73.
  5. M. M. Xu, H. Zhu, H. Z. Xu, X. F. Yang. Energy-efficient routing under delay constraint in duty-cycle wireless sensor networks, International Journal of Sensor Networks. 2020, 33(1): 8-14.
  4. H. Shen, Z. G. Huang, X. F. Yang, Z. Wang. Quantized energy-to-peak state estimation for persistent dwell-time switched neural networks with packet dropouts. Nonlinear Dynamics, 2018, 93(4):2249-2262.
  3. L. Ma, Y. F. Zhang, X. F. Yang, S. H. Ding. Quasi-continuous second-order sliding mode control of Buck converter. IEEE Access, 2018(6):17859-17867.
  2. J. Z. Li, C. L. Li, X. F. Yang, W. Chen. Event-triggered containment control of multi-agent systems with high-order dynamics and input delay. Electronics, 2018, 7(12).
  1. M. S. Chen, X. F. Yang, H. Shen, F. Q. Yao. Finite-time asynchronous H-infinity control for Markov jump repeated scalar non-linear systems with input constraints. Applied mathematics and computation, 2016(275):172-180.
  
  1、Jiaxin Yan, Xiaofei Yang*, Zihan Meng, Yulong Wang. Tracking of ground targets by quadrotor UAV based on UWB positioning technology. 2019 IEEE 28th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), 12-14 June 2019, pp676-678, Vancouver，Canada (EI，所指导本科生一作 ).
  2、Jiaxin Yan, Xiaofei Yang, Hui Ye*, Zhe Wang. Integrated Positioning and Obstacle Avoidance for Multi-Quadrotors in an Indoor Office Environment. The 38th Chinese control conference. 27-30 July 2019. pp8343-8348, Guangzhou, China. (EI 所指导本科生一作)
  3、Yang xiaofei, ge chunxiao, ye hui, shao shuyi. A Two-Stage Design of Formation Control for Underactuated Surface Vessels[C]. Proceeding of the 11th International Conference on Modelling, Identification and Control. 1001-1010, TianJin, China, 13-15 July 2019.（EI）
- 专利成果
  
  授权专利
  1. 一种水空两栖搜救支援无人飞行器系统，国家发明专利，2022.3.29, 中国， ZL201811364925.9
  2. 一种用于海空两栖飞行器的能源自主管理系统, 国家发明专利, 2021.05.11, 中国, ZL 201910188393.6
  3. 红外热成像双目测距跟踪装置, 国家发明专利, 2022.09.23, 中国, ZL 2020 1 1325796.X
  4.一种基于两栖无人航行器的青少年溺水预防和救助平台及其方法,2023.01.06,中国，ZL 2019 1 0929665.3
  5.一种无人机旋翼电机在线升力测量系统，国家发明专利，2022.11.15, 中国，ZL 2019 1 0930756. 9
  6. 一种轧钢板材首尾边缘自动截齐装置及方法.国家发明专利，2020.06.08,中国，ZL2020 1 0512458.0
  
  受理中专利
  1. 一种基于UWB和MSIF的人员状态监控系统，受理号201811364922.5 ，权利要求项数：5
  2. 一种基于红外和可见光图像多环境下水平面人员识别方法，受理号：2019102059036，权利要求项数：5
- 获奖动态
  
  1、目前指导毕业研究生10名、协助指导毕业研究生6人，在读9人
  陶少俊：（本科：金陵科技大学），就业单位：中科芯，协助指导
  葛春晓：（本科：江苏大学京江学院），就业单位：苏州联通，，协助指导
  朱鹏：（本科：），就业单位：南京晨光，协助指导
  叶浩：（本科：淮阴工学院），就业单位：中国石化徐州分公司，，协助指导
  王俊：（本科：南京理工大学紫金学院），校优秀硕士论文获得者，就业单位：联合汽车电子苏州研究院，中科院二区和三区SCI论文各1篇。
  宋大鹏：（本科：扬州大学广陵学院），就业单位：南京银行，EI会议1篇
  史逸伦：就业单位：鱼跃医疗，研电赛省一等奖&二等奖获得者，一等奖学金获得者，校优秀硕士生，发表OE顶刊一篇，授权专利1项（本科：南京信息工程大学无锡学院）
  仇坤：（本科：淮阴工学院），就业单位：南京开沃新能源汽车。研电赛省一等奖&二等奖获得者，国家奖学金&一等奖学金获得者，发表中科院三区论文1篇。
  朱迅楠：（本科：安徽工业大学）就业单位：研电赛省一等奖&二等奖获得者，发表中科院三区SCI论文1篇，协助指导
  严鑫：（本科：辽宁工程技术大学），南京理工大学读博，发表航海类顶刊1篇，第一作者在Control Engineering Practice（中科院二区）发表论文一篇
  佘宏伟：（本科：华北水利水电大学），就业单位：英威腾（上市公司），校优秀硕士生，发表IEEE TASE中科院二区论文1篇。
  胡翔柄：（本科：东北大学秦皇岛分校），就业单位：中船701所上海分部，中科院三区SCI论文一篇
  冯北镇：（本科：江苏科技大学），就业单位::九号科技，江苏省大学生电子设计大赛一等奖&二等奖获得者,发表EI论文1篇
  黄飞龙：（本科：江苏理工学院），就业单位：无锡华勤，中国研究生电赛国三，EI会议论文1篇
  薛钦蓝：（本科：北京联合大学），就业单位：苏州电加工机床研究所有限公司；研电赛二等奖，EI论文一篇
  娄猛猛：研三在读（本科：江苏科技大学张家港校区），研电赛国奖一等奖，二等奖和三等奖获得者，发表EI会议3篇，中科院1区SCI 3篇，国家奖学金获得者。
  胡家宝：研三在读（本科：河北建筑工程学院）。研电赛国奖二等奖和三等奖获得者，发表EI会议一篇，并获的ICCSI2023最佳会议论文奖，中科院二区论文1篇，国家奖学金获得者。
  王琪：研三在读（本科：宁波大学），研电赛国奖二等奖和三等奖获得者，中科院一区论文1篇，国家奖学金获得者。
  王旭：研二在读（本科：常熟理工学院），研电赛国家一等奖，中科院一区论文在投。
  邵硕：研二在读（本科：江苏科技大学）
  张庆磊：研二在读（本科：河南理工大学）
  吴军：研一在读（本科：东南大学成贤学院）
  杨宇成：研一在读（本科：江苏科技大学）
  成潇：研一在读（本科：苏州大学）
  2、指导过的优秀本科毕业生（竞赛、毕业设计），典型：
  李权明：读研哈尔滨工程大学，自动化，（就业西安中兴）
  蒋素琴：读研南京理工大学，自动化，（就业上海江南研究院）
  孟子晗：读研南京邮电大学，深蓝自动化，校优秀毕设论文获得者，江苏省优秀毕业设计团队
  黄霖：保研北京航空航天大学，深蓝自动化，江苏省优秀毕设论文获得者，江苏省优秀毕业设计团队
  鄢家鑫：读研电子科技大学，深蓝电子信息工程，校优秀毕设论文获得者，江苏省优秀毕业设计团队
  王思琪：保研西安电子科技大学，电子信息工程，校优秀毕设论文获得者，江苏省优秀毕业设计团队
  王哲：读研南京理工大学，深蓝电子，院优秀毕设论文获得者，江苏省优秀毕业设计团队
  赵正润：自动化专业第一保研中南大学，自动化
  刘露：读研合肥工业大学
  陈嫒靓霏：保研中南大学，深蓝自动化，校优秀毕设论文获得者
  陈嘉明：读研大连理工大学，深蓝自动化，江苏省优秀毕设论文获得者
  王华宇：保研华东理工大学，深蓝电子，院优秀毕设论文获得者
  谢玉东：读研南京航空航天大学，电子信息工程，院优秀毕设论文获得者
  冯北镇：读研江苏科技大学，江苏省大学生电子设计大赛一等奖&二等奖获得者
  陈浩：江苏省大学生电子设计大赛一等奖&二等奖获得者
  秦源：江苏省大学生电子设计大赛一等奖&二等奖获得者
  
  指导过的比赛：
  1、全国大学生电子设计大赛指导教师，二等奖，江苏赛区组委会，2017.9,排名1
  2、TI杯江苏省大学生电子设计大赛指导教师，二等奖，江苏赛区组委会，2018.9，排名1
  3、江苏省第二届大学生海洋装备创新设计大赛指导教师，二等奖，江苏省海洋经济协会、江苏高校高技术船舶协同创新中心，2018.9，排名2
  4、第十六届“瑞华杯”江苏省大学生课外学术科技作品竞赛暨“挑战杯”全国竞赛江苏省选拔赛决赛，一等奖，共青团江苏省委、江苏省教育厅，2019.5 排名1
  5、全国大学生电子设计大赛指导教师，二等奖，江苏赛区组委会，2019.9, 排名1
  6、第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛国家三等奖共青团中央 2019.9排名1
- 教学随笔

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