【专题】从系统工程视角看无人机自主控制系统

提升无人机的自主控制能力可有效提高无人机在复杂对抗环境下的作战性能。系统工程是指导复杂系统研制的有效手段,采用系统的思维方法,关注系统的整体效能优化实现。系统工程覆盖复杂工程型号生命周期的全流程活动,包括概念论证、工程开发、生产制造、使用服役、综合保障以及系统退出等过程,能够为系统开发中各工程技术的应用,跨专业工程合作以及项目管理建立切实的技术路径。无人机外部应用背景环境与内部体系结构相互交联,是一个典型的“系统之系统”（System of Systems）。无人机自主控制系统是跨域、跨平台的复杂“系统之系统”。本文从系统复杂性出发,介绍了无人机系统组成、自主控制系统以及无人机自主能力等级,以期为无人机自主控制技术的发展提供参考和借鉴。     

我国ICF激光装置研制系统方法论解析

按照系统科学观点,ICF激光装置应归类为复杂巨系统,具有一般复杂系统的典型特征;我国ICF激光装置研制符合典型的系统工程实践,包含系统工程方法论的一般应用,以及基于我国宏观系统环境特点的综合集成方法论的独特探索。系统方法论是这个实践的灵魂。基于战略发展需要,应建立我国ICF激光装置系统工程管理框架与规范。     

无人自主系统综合试验测试平台设计

对面向智慧城市、智慧天空、多域协同作战等应用场景的无人自主系统体系,急需具有多域、联合试验、广域多源复杂环境构建能力的测试与评估物理环境和研究平台。利用无人机试验测试中心的综合试验测试系统平台,构建具有空、天、地、海多维应用场景的多层级和体系化的综合试验测试环境与技术研究平台,重点突破无人自主系统多维体系化综合试验验证环境构建、基于云技术的分布式多域协同效能评估测试平台构建,以及基于虚实结合的智能化复杂环境模拟仿真等核心技术,为开展无人自主系统综合试验测试与体系性能评估提供支撑,提高我国试验场的综合试验能力和资源利用效益,增强试验场履行使命的能力有重大现实意义。     

基于多Agent系统的无人机智能指挥控制系统

无人机是一个具有自治性和反应性的智能系统,结合Agent的特性,将多Agent系统引入无人机智能指挥控制系统的研究与开发中.由于该系统具有复杂的动态结构和行为特征,提出了一种面向Agent的Petri网,用于系统的建模和分析,最后建立了无人机Agent、指挥中心Agent及系统的形式化模型.面向Agent的Petri网不但能描述系统的静态和动态语义,还可利用Petri网的支持工具对系统进行模拟和分析,在无人机智能指挥控制系统研究中具有较好的应用前景.     

战争工程理论基础 系统思想

战争工程将战争看成是各组分相互作用的复杂适应系统,整体上对战争进行科学研究.其理论基础是以系统科学理论和系统工程方法为代表的系统思想.在新三论、老三论这些传统理论基础上,以复杂适应系统理论、复杂网络理论、人工生命理论为代表的新理论,进一步丰富了系统思想的内容,为战争工程研究提供了新理论和新方法.本文着重阐述了战争工程中的系统思想与理论基础,以及这些理论在战争工程中的应用.由军事科学、系统科学、信息科学、复杂性科学等多学科交叉渗透构成的战争工程,必将为信息化战争研究提供新思维和新方法.     

基于LPC3250的小型无人机航姿系统的设计

航向和姿态是无人机飞行控制系统的重要参数,传感器系统是整个无人机飞行控制系统的核心。采用LPC3250ARM9处理器、MEMS传感器以及存储器设计无人机航姿系统,完成传感器的数据采集与处理,获得无人机的航姿信息,最后进行数据传输。将Linux操作系统嵌入到无人机航姿系统中,实现系统的实时任务调度和进程管理。结果显示,该系统达到了无人机航姿系统的小型化、低功耗、高精度的目标。     

为航母建造提供坚实的安全保障

“辽宁”号航母建造是我国海军装备史上前所未有的巨系统工程,规模宏大．系统复杂,政治影响大．工程建造具有协作单位多、作业人员多、“四新”应用多．作业环境复杂、施工周期长的特点,确保安全是重中之重。大连船舶重工集团有限公司在工程建造之初．就进行了系统的前期安全策划．开展了一系列工作。     

无人机系统自主控制技术研究现状与发展趋势

无人机系统是未来进行信息对抗、夺取信息优势、实施火力打击的重要手段。"自主性"是无人机系统区别于有人机最重要的技术特征,实现无人机系统的自主控制,提高其智能程度,是无人机系统的重要发展趋势。对无人机系统自主控制问题进行了阐述,首先分析了无人机系统自主控制技术的发展需求,然后介绍了自主控制的概念和自主等级的划分;分析了无人机系统自主控制技术的研究现状,提出了无人机系统自主控制的关键技术问题,主要包括体系结构、感知与认知、规划与控制、协同与交互等;最后对无人机系统自主控制技术的发展趋势进行了展望。     

基于TCP/IP协议的无人机IFFC系统仿真

为了提高无人机自主飞行、自主攻击的能力,设计一种整体式的无人机综合火力/飞行控制系统(IFFC系统),并对激光制导炸弹模态下的系统进行数字仿真.系统基于Winsock的TCP/IP协议的C/S模式,在服务器上完成无人机火控解算、火飞耦合器设计,在客户端设计基于PID算法的飞行控制模块.火控系统根据飞行状态和目标信息实时计算炸弹可达区域,瞄准距离误差经过火飞耦合器形成航向和俯仰控制命令反馈给飞控系统,驱动载机消.除瞄准误差,实现闭环控制.实验结果表明,无人机的瞄准速度和攻击精度都有所提高,为进一步开展自主式UAV的研究打下基础.     

智能化航天发射系统及其关键技术研究

航天发射技术难度大、系统庞大复杂、可靠性高,是高风险的系统工程。在阐述航天发射及其特点的基础上,剖析了航天智能化测试、发射控制与决策系统,研究了航天发射智能测试与控制的关键技术。研究表明,未来的航天测试发射与控制系统将是高度自主的测试与控制系统,其主要特征是信息化和智能化。     

透视美国国防部新版《无人机路线图》

2005年8月8日,美国国防部公布最新版无人机路线图——《无人飞行器系统路线图2005～2030》(以下简称《无人机路线图》),集中反映和描述了美军对无人机的最新认识、无人机系统开发的最新进展、美军对无人飞行器系统的需求以及美军无人飞行器系统的未来发展规划。一、《无人机路线图》的主要内容新版路线图共分六章,分别是绪论、当前无人飞行器系统、需求、技术、使用和路线图,以及11个附录。美军发布《无人机路线图》旨在推动2005～2030年间美军无人飞行器开发的计划进程,在即将公布的《四年一度防务评审》报告中协助决策者制定无人飞行器长…     

面向一体化侦察情报系统开发的仿真支持集成框架

一体化侦察情报系统开发是一项的复杂系统工程，开发费用和周期不断加大。仿真技术能有效提高侦察情报系统开发水平，缩短系统开发周期，减少系统开发的风险。提出了一体化侦察情报系统开发的仿真支持集成框架，分析了仿真支持集成框架的含义和特征，确定了仿真支持集成框架的结构和组成，建立了框架的运作体系结构、系统体系结构和技术体系结构。一体化侦察情报系统开发的仿真支持集成框架可以支持各开发阶段仿真资源和成果的共享和重用，促进各阶段仿真信息、过程和应用的全面有效集成，提高我军侦察情报系统开发的仿真应用水平和开发效益。     

DDBN的无人机决策推理模型参数学习

针对复杂战场环境下的无人机决策推理模型参数学习的问题,提出基于遗传算法的离散动态贝叶斯网络参数学习算法。该算法将模型网络参数的最大似然估计函数作为遗传算法的适应度函数,在全局进行并行优化搜索,得到最优的网络参数,从而提高了决策推理模型对复杂环境的快速适应。仿真结果表明,该算法可以获得准确的离散动态贝叶斯网络参数,能够有效地解决复杂战场环境下无人机威胁评估问题,为无人机的自主任务决策提供有效的参数保障。     

作战辅助决策与军事系统工程

"作战辅助决策与军事系统工程"是中国系统工程学会军事系统工程专业委员会第十七届年会的主题。信息化条件下的联合作战,面临着复杂的电磁环境,而武器装备的多样性、制约战争的因素的不确定性,都使在战争中作出正确的决策异常困难。军事系统工程学界应当在军事系统复杂性、复杂电磁环境的构建和评估、军兵种作战能力评估等方面有所作为。通过加强作战实验论证、方法与技术的研究,促使军事系统工程在作战辅助决策方面的应用与创新决策。     

战争工程：走向信息时代的战争方法学

战争工程是以系统思想为指导,以信息技术为基础,以工程方法为手段,以战争管理为核心,以整体取胜为目标,对战争系统进行研究、设计、试验、管理及评估的系统工程方法.简单地说,就是采用系统工程的方法来研究和管理战争,是走向信息化时代的战争方法学.本文主要介绍了战争工程的基本概念和科学内涵,产生的原因和背景,以及科学基础和主要内容.最后讨论了与之相关的几个问题.     

基于数据分发服务的无人机任务载荷综合仿真平台研究

现代无人机在军用、民用等领域都有着越来越广泛的应用,而载荷是无人机完成特定重要任务的必要设备,对载荷设备的选型和验证是非常重要的一个环节。针对无人机载荷选型以及载荷试验过程复杂、试验周期长、试验成本高的问题,设计了一种基于数据分发服务通信技术的无人机任务载荷综合仿真平台。该平台以载荷仿真为主体,同时结合任务仿真、通信仿真、飞行控制仿真以及效能评估,实现了多系统分布式联合仿真,可以有效对载荷设备进行仿真验证。介绍了该仿真平台的系统架构以及系统工作流程,并对平台实际应用效果进行展示分析。研究表明,本套仿真平台为后续无人机研发提供了新思路、新工具。     

企业人才资源系统性开发思考

系统科学的建立和发展为人才资源开发提供了系统理念.所谓系统理念实质上就是一种整体意识、总体意识和全局观念,即把研究和处理的对象看作是一个完整的系统,并辩证地对待它的整体与部分、部分与部分、系统与环境等的相互作用和相互联系,以求达到对问题做出最佳处理的一种思维方式.新经济时代企业的人才资源开发处于极其复杂的内外部环境之中,应当充分运用系统理念,把人才资源开发作为一项系统工程进行科学的研究.     

基于MPC方法无人机避障路径规划研究

无人机大多依靠规划好的航路飞行,面对复杂的、不可预知的飞行环境,有效的自主障碍规避能力对提高飞行安全十分必要。针对无人机飞行过程中机动障碍物的避障问题,提出了一种MPC避障路径规划方法。构造障碍物预测模型、一阶指数参考轨迹生成方法、并提出了能力-时间组合最优为目标的滚动优化模型,有效解决了在运动障碍物作用下,无人机运动轨迹安全、平滑的动态规划问题。二维和三维空间仿真结果表明,所提方法是有效的。     

舰载箱式无人机电控传送系统设计

在现今的自动控制领域,PLC的应用已十分广泛。首先对舰载箱式无人机的设计进行简要介绍。为实现舰载箱式无人机发射系统传动的高精度、高效率,提出PLC电控传送系统并进行相应设计。通过对液压执行系统硬件结构设计,高精度电液比例控制设计,控制流程设计,PLC选型,控制软件设计等完成了整个电控系统设计过程,在对控制系统程序调试后,控制系统完成了相应的功能需求,达到了设计要求。     

多无人机监督控制技术的发展现状及启示

随着平台中心战向网络中心战的转变，以及无人机自动化技术的不断成熟，操作员在任务规划和实际作战中的作用发生了很大变化，单操作员对多无人机的监督控制受到越来越多的重视。文章在研究多无人机监督控制技术内涵的基础上，详细分析了该技术的国外发展现状，并从人一系统综合、可变自主级别控制以及在线态势评估等三个方面具体讨论了提高我国多无人机监督控制能力亟需突破的关键技术，为单操作员控制多架无人机推向实际作战应用提供技术参考。