无人机自主编队飞行控制的技术问题

从未来无人机的性能需求出发,详细描述了无人机编队飞行的功能特点和核心技术。根据无人机的任务要求,将编队飞行分为作战编队、侦察编队和混合协同编队,同时研究了编队飞行控制的关键技术,并对无人机编队重构技术进行了探讨和分析。     

三维编队飞行短时记忆控制

为解决主从机编队飞行问题,以柱面坐标系为参考坐标系,建立长机与僚机之间的相对运动模型。考虑编队飞行系统所受干扰上确界未知,提出无人机编队队形保持的短时记忆控制律。仿真结果表明,控制能够抑制较大干扰,使系统迅速到达期望状态。控制律简单、快速、有效,对编队飞行实现自主飞行有重要意义。     

编队飞行分布式卫星反向全球定位侦察系统

以编队飞行分布式网络卫星为空间平台，建立无源反向全球高精度定位卫星系统。根据空间协同无源反向定位原理，采用在网络中心定位体系结构中的复合与综合定位体制，并充分利用分布式网络卫星的固有特点，构建完善合理的定位体系，实现对地面目标（敌方雷达系统）的高精度定位。     

基于预测控制方法的UAV视觉编队飞行控制律设计

传统的无人飞行器(UAV)视觉编队控制律考虑约束的能力不足,制约了其工程实际应用。针对不足,基于预测控制方法设计了一种能够显式考虑约束的视觉编队控制律,该控制律通过滚动求解有限时域优化问题得到跟随飞行器(follower)的控制输入。利用相对距离变化率和视线方位角变化率预测值与实测值的偏差信息,提出了领航飞行器(leader)加速度的在线估计算法。仿真结果表明,所设计的编队控制律能够控制follower飞行器快速跟随leader飞行器形成期望的编队,所提出的leader飞行器加速度估计方法可行,具有较小的估计误差。     

面向协同突防的无人飞行器自动编队控制

对无人飞行器编队协同干扰式突防问题进行了描述。基于有限状态机设计了管理编队协同突防中离散事件的编队管理器, 负责接收外部指令、参考点位置、邻居状态以及无人飞行器自身的状态, 并对编队控制律进行切换, 对编队协同干扰突防进行分析并确定了自动编队控制的流程。仿真结果表明, 所设计的编队管理器能够根据各离散事件自动切换编队控制律, 完成编队队形保持与重构之间的转换; 实时解算的期望位置满足协同干扰突防所要求的编队构型约束条件, 所提出的方法是可行、有效的。     

多无人机编队自主协同控制架构

提出了动态环境下多无人机编队执行不同使命任务的自主协同控制系统结构。按照分层递阶的思想,将多无人机编队作战系统分为两级分层控制结构和五层功能结构,从不同层级实现无人机群的自主控制,保证了机群指挥的统一性、控制的灵活性和系统的可扩展性;采用灵活的系统通信结构以应对战场环境的不确定性;个体无人平台之间局部相互作用引起的涌现行为及无人机功能编队之间的分布式任务规划,自下而上地驱动作战系统的资源优化配置,结合自上而下的系统指控组织动态适应性优化,优化了系统指控组织结构,有效地整合了战场资源。     

航天编队飞行星座的星间通信

航天编队飞行星座的星间通信是航天编队飞行星座系统的重要组成部分。主要介绍航天编队飞行系统及其星间通信的概念、特点、组成和关键技术,并提出了发展我国航天编队飞行星间通信的建议。     

多智能体作战飞机协同空战指挥控制的若干技术问题

针对多机协同空战指挥控制决策的自主性和协调性需求,对多智能体技术应用于协同空战指挥控制的若干技术问题进行研究.提出基于集中一分散式多智能体协同空战指挥控制协同的结构框架;对经典的BDI-智能体进行扩展,提出基于BDOTI结构的机载空战指挥决策思维逻辑框架;建立面向结构的编队组织结构,应用进程演算对编队攻击行为进行协调.     

数据链对舰艇编队作战指挥效能影响分析

通过分析数据链对舰艇编队作战指挥效能的影响,建立了基于数据链的编队作战指挥效能评估模型,并通过战场想定计算了不同情况下的作战指挥效能提升程度,验证了该模型的可行性。     

面向卫星编队飞行的有线无线时隙融合调度方案研究

针对卫星编队飞行场景中星内有线和星间无线链路传输速率以及调度机制的差异性引起的时敏任务在星上转发时延不确定性的问题,该文提出一种有线无线融合的时隙调度方案。首先,分别构建星间无线链路传输速率、星间无线调度以及星内有线调度模型;其次,联合有线和无线链路传输速率以及二者时隙位置关系,建立有线无线融合调度与星上转发时延关联分析模型;最后,为确保时敏业务每次在星上传输的时延稳定性,在时延分析模型基础上以抖动最小为融合调度优化目标,并采用遗传禁忌搜索算法进行求解。仿真结果表明,相比于非融合调度方案,所提融合调度方案的抖动不高于40 μs,转发时延平均降低了20%。     

微小卫星自主控制与编队组网技术

微小卫星以其独有的特点和未来的科学技术、民用航天领域的应用前景,已经引起国内外的广泛的关注。结合当前微小卫星国内外的研究现状,分析了微小卫星自主控制与编队组网技术的研究内容和技术难点,并针对关键技术提出相应的解决方法。     

机载编队飞行InSAR的运动误差分析与补偿

该文分析了机载编队飞行InSAR中的运动误差问题。将飞机间距变化(垂直航迹的基线变化)情况分为间距逐渐增大、间距逐渐减小、间距呈正弦曲线规律变化3种情况讨论。推导了相位变化与基线变化的定量关系, 给出了飞机间距变化和速度差异的仿真结果。采用方位向去斜坡处理,提出在测绘区域内放置两个控制点,补偿基线变化导致的相位误差,可以大幅度地提高整片区域数字高度模型的精度。仿真结果说明该分析正确。     

一种多重构型约束条件下编队飞行卫星碰撞规避方法研究及应用

针对编队飞行卫星的碰撞问题,提出了一种在满足多重构型约束条件下,以单星小量半长轴控制方式对编队飞行卫星实施碰撞规避的方法。通过该方法,制定出以最小工程代价,同时保证载荷正常使用与卫星星体安全的控制策略。通过编队飞行卫星星座F1组主星进行的我国首次低轨编队飞行卫星碰撞规避过程,验证了该方法的正确性。     

基于协同的编队干扰资源分配优化

干扰资源分配在舰艇编队电子对抗作战中占有非常重要的地位,为了解决舰艇编队在考虑协同时的干扰资源分配问题,提出了基于协同的编队干扰资源分配优化方法。以系统协同学为理论依据,定义了协同度概念,给出了协同度的求解方法。并将协同度概念运用到编队干扰资源分配领域,与动态规划理论相结合,建立了编队干扰资源协同分配的动态规划模型。在给定的战术想定条件下,通过数字仿真进行分析后得出：在考虑协同和不考虑协同时得到了不同的干扰资源分配最优方案,结果明确合理。     

无人机编队飞行面临问题及关键技术研究

随着无人机任务的复杂性增加,无人机编队飞行成为无人机发展的新方向。为了研究无人机由于编队带来的新问题,分析在单架无人机执行任务时所遇到的问题及无人机编队飞行的必要性,并在分析无人机编队飞行的特点基础上,阐述编队飞行过程中所需解决的问题。通过查阅近几年国内外对于无人机编队的问题研究,总结整理出无人机编队主要面临的队形保持中控制器设计、防撞避障及航迹规划中路径优化等问题。针对各个问题,对编队飞行过程中的关键技术进行探讨和分析。     

导弹自主飞行编队的互定位方法研究

针对领航-跟随编队飞行控制模式以及领航弹具有惯导系统和精确目标传感器而跟随弹只有惯导系统的编队特点,研究采用特定的互定位方案和弹载传感器,解决导弹自主飞行编队的互定位问题,并仿真验证了导弹编队的互定位方法和方案的可行性.     

基于动态规划的无人机编队最优协同容错控制

为了克服未知的执行器故障对四旋翼无人机编队飞行的影响,提出了一种基于动态规划的最优协同容错控制律。首先,建立了四旋翼无人机模型,然后,基于动态规划设计了最优协同控制律,利用RBF神经网络逼近最优性能指标函数,设计了自适应律来估计未知的执行器故障,最终得到的最优协同容错控制律可实现对无人机编队飞行的高精度控制。通过对比仿真验证了设计的控制律具有更优的编队控制效果,编队飞行的最大轨迹跟踪误差仅为0.04 m,控制精度较高,设计的自适应律具有更优的故障估计效果,最大估计误差仅为0.05 N·m,实现了对四旋翼无人机编队的安全稳定控制。     

编队飞行防撞系统防撞模型研究

针对飞机编队飞行防撞系统的功能要求,采用时间碰撞威胁度和空间碰撞威胁度的方法建立了编队飞行碰撞威胁的探测模型,给出了基于机载防撞系统的编队飞行模拟测试系统的仿真方法和测试方案,并且进行了计算机仿真和测试.仿真结果表明,该编队飞机防撞模型能够为飞行员提供侵犯告警咨询信息和正确编队的位置指示.     

编队飞行InSAR的平地效应与地形高度效应分析

在编队飞行条件下，推导了InSAR干涉相位特性与平地之间的关系以及相位特性与地形高度之间的关系，定量分析了平地效应对相位的影响以及地形高度对相位的影响．平地与地形高度二者共同影响了InSAR信号的相位，因此相位表达式可以写成二个偏导数的和的形式．以圆锥体为例仿真了地面场景，在不同视角，不同雷达波长，不同基线长度的条件下做了仿真，仿真实验的结果与理论分析的结果一致．