无人机系统发展中的若干问题

上世纪80年代中期.无人机(UAV)研发逐步升温。到90年代中期.无人作战飞机(UCAV)的研究又风起云涌,使无人机系统(UAS.含 UAV 和 UCAV)成为世界航空科技领域的热点之一。下面以站在发展前列的美国为例,谈谈UAS 发展中几个值得关注问题。对无人机系统的作战需求谈到对无人机系统的作战需求.可以先看看美国国防部发表的无人机路线图。欧洲国家的思路与之大同小异。美     

法国隐形无人战机将闪亮登场

法国空军目前正致力于研发一种隐形无人战斗机(UCAV),并计划在2020年左右列装后用该型无人战斗机来部分替代现有战斗机。在作战功能上,UCAV与传统无人机完全不同。传统无人机安装有多个传感器,飞行速度较慢,主要是用于在作战区域搜集情     

美国三军的无人作战飞机

美国陆、海、空三军无人作战飞机(UCAV)的研究工作,在刚刚过去的2002年中有较大的进展,无论是新研制的UCAV验证机的试验,还是现役侦察无人机的武器化都在加紧实施中……     

美军无人作战飞机及其未来的作战模式

当前,有人驾驶战斗机、轰炸机和攻击机仍然是空中作战与对地攻击的主力。但随着空战武器和一体化防空系统的发展,有人驾驶飞机在未来战场遂行空中格斗、对地(舰)轰炸与攻击时,将冒着更大的风险、付出更高的代价。为此,世界主要军事强国早已开始研究和评估无人作战飞机(UCAV)的军事功能和实战价值。 UCAV包括战斗无人机、轰炸无人机和攻击无人机等,主要用于发现、识别和摧毁地面固定和移动目标,用火力压制敌防空力量,以及与空中目标进行格     

美海军开始研制无人战斗武装直升机

当世界各国正在热烈研讨无人飞行载具及无人战斗飞行载具的作战效益,并积极研发UAV及UCAV之际,美国的"国防先进研究计划局"(DARPA)则开始研发一种可供海军、海军陆战队以及陆军使用的无人战斗武装直升机(UCAR)。     

多UCAV任务分配有限阶段MDP方法和算法

多UCAV(Unmanned Combat Air Vehicle)任务分配是无人机作战决策的重要内容,是一类求解困难的组合优化问题,目前尚无成熟高效的解决方案.通过马尔可夫决策过程(MDP)将任务分配问题化解为分阶段序列决策过程,并对当前阶段决策状态采用单一整数编码,提出了基于有限阶段MDP的求解算法.通过仿真实验表明:该算法可以快速精确地解决多UCAV任务分配的问题.     

无人作战飞机系统的技术发展

无人驾驶航空器(简称无人机)的研究与发展有着长远的历史,在20世纪的第一、第二次世界大战期间,特别是二战后的局部战争和地区冲突中,各种无人机投入使用,发挥了愈来愈重要的作用。根据作战任务的划分,有执行作战支援任务的和执行攻击任务的无人机。无人机与无人作战飞机无人机(Unmanned Aerial Veh-icle,UAV)一般定义为机上无人驾驶、自[     

一种吞吐量优化的无人机飞行轨迹规划算法

基于无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)协作通信已成为满足下一代蜂窝用户需求的有效技术.UAV的飞行轨迹对通信服务质量有直接影响.为此,提出吞吐量优化的UAV飞行轨迹规划(UAV Trajectory Planning to Maximize Throughput,TPMT)算法.TPMT算法以最大化用户与UAV通信链路的吞吐量为目标函数,并通过求解目标函数规划UAV的飞行轨迹.先构建用户与UAV的信道模型,再建立最大化吞吐量的目标函数,然后,引用混合优化算法GASimplex求解目标函数.仿真结果表明,提出的TPMT算法能够快速收敛,并提高了吞吐量.     

区域目标搜索中基于改进RRT的UAV实时航迹规划

在线自主航迹规划是无人机(Unmanned Aerial Vehicles,UAV)执行区域目标搜索任务的有效保证.针对UAV区域搜索中航迹规划的实时性要求,提出了一种固定搜索模式和动态搜索模式相结合的UAV自主航迹规划框架.在快速扩展随机树(RRT)方法的基础上,通过改进随机扩展树的节点选择和引入启发式信息,提出了基于改进RRT的UAV实时搜索航迹规划算法,该算法能够有效降低在线航迹规划的时间代价和扩展节点数.仿真实验结果验证了本文方法的有效性.     

无人机载多传感器集成与数据融合

介绍了无人机在情报、监视和侦察(ISR)领域的作用,分析研究了无人机(UAV)载传感器的种类、特点、集成特性及组合使用方式,说明了无人机载多传感器集成与数据融合的优点、功能组成.针对无人机载传感器的特点分析了多传感器组合、体系结构和特点,介绍了其主要算法,提出了发展趋势.     

基于FSO的星地协作系统中断概率的性能分析

针对卫星信道的衰落特性和阴影效应,分析了基于自由空间光(Free-Space Optical,FSO)通信的星地协作系统的中断概率性能.在卫星至无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)间采用RF信道,并采用解码-转发(De-code-and-Forward,DF)模式;在无人机至目的节点(地面用...     

网络化战场环境下多无人机调度问题

针对网络化战场下无人机(UAV)跨区飞行、信息共享等特点扩大了任务区域与规模而引发任务分配难题,对无人机运动及通信特性、任务时间窗约束和初始战场布局等因素建模,根据目标属性对其分组以降低问题复杂度,应用优化算法得到初始解,随后进行全局交换、删除及插入等调整得到最终调度方案,由此搭建快速求解多UAV任务调度的通用算法框架。最后应用遗传算法验证,仿真结果表明:该框架在解决多无人机大规模任务分配时具有较好的时效性和适应性。     

军情动态

美X-45C联合无人作战飞机开始设计X-45A无人机 美国防部长办公厅(OSD)无人机特遣部队副主管代克·维斯顿最近透露,空军的X-45C型无人机有可能成为空军和海军共同需求的未来联合无人战斗机joint UCAV)原型机。 X-45C型在X-45B型基础上改进,比X-45B稍大些,目前已进入设计阶段。据称,X-45C型将具有隐身能力,计划于2005年年底首飞。维斯顿说,X-45C能够满足空军和海军的需求。在2004财年国防预算中,空军申请500万美元的经费建立一个联合UCAV项目办公室,该办公室将负责综合空军和海军两军种对无人战斗机的需求制订需求指标。据维…     

美海军和海军陆战队无人机计划

无人机(UAV)在美海军最新发布的21世纪海上力量(SEA POWER 21)战略中占有相当重要的地位。它与美海军的协同作战能力(CEC)、“鹰眼”2000预警机(E-2C)及联合火力网(JFN)等计划齐重,被认为是提升部队战斗力的倍增器及实现网络中心战的关键。     

异军突起的军用无人机

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种无人驾驶、靠无线电遥控或按预编程序自主控制飞行的航空器。无人机的研制始于20世纪初期有人飞机诞生后的十几年。在数十年的发展历程中,尤其是近些年,军用无人机已经从执行作战支援任务,逐渐向执行激烈对抗的作战任务发展,成为军用飞机中相对独立的重要机种。无人作战飞机将会对未来的空中战场产生深远影响,世界各军事强国已把无人机作为军用飞机的发展重点之一。     

一种新型垂直起降无人机纵向控制系统的研究

重点介绍了一种新型垂直起降无人机(VTOL UAV)纵向控制系统的设计与仿真。以建立的VTOL UAV飞行动力学系统模型为基础,将系统动力学解耦到纵向和横向动力学模型。将传统控制理论与现代控制理论相结合,充分利用PID控制器原理简单、适应性强,线性二次型(LQR)调节器能改善内回路的动态特性和稳态性的特点,针对姿态角速度设计了内环LQR控制,针对姿态角设计了外环PID控制的双回路闭环控制器。所得到的控制器在MATLAB/SIMULINK环境中进行了仿真。仿真结果表明所设计的控制器是有效的,实现了对垂直起降无人机的纵向控制。     

有人机—无人机群协同空战目标分配算法

针对有人机—无人机群协同空战目标分配问题,运用离散粒子群算法,分为1架UCAV分配1个目标,1架UCAV分配2个目标时不考虑攻击先后影响和考虑攻击先后影响3种情况进行了仿真研究,提出了一种新的粒子构造方法。综合考虑空战能力指数和优势函数,构造了收益风险矩阵和多目标分配的代价函数。仿真结果具有良好收敛性,对有人机—无人机群协同空战目标分配具有参考价值。     

未知环境下UCAV SLAM研究

未知环境下自主导航是无人作战飞机(UCAV)认知导航系统需解决的核心问题。对UCAV SLAM进行研究。首先对航空SLAM运动模型和观测模型的建立进行了分析,然后介绍了UCAV SLAM中涉及的滤波技术,最后总结了UCAV SLAM中需解决的关键问题,为UCAV实现未知环境下的自主导航开阔了思路。     

带时间窗的多无人机航迹规划两阶段启发式算法

带时间窗的多无人机(Unmanned Aerial Vehicles,简称UAV)航迹规划问题是一类重要的NP-Hard问题,相关启发式算法研究一直是该问题的研究重点和难点。建立了问题的UAV流模型,并提出了一种两阶段启发式算法用于问题求解。算法的第一阶段提出了一种基于"最迟完成服务优先"规则的航迹构造算法,用于获取问题的初始解;第二阶段利用模拟退火算法对初始解进行改进。最后基于Solomon Benchmark数据集对算法进行了测试,实验结果表明该启发式算法可以有效地求解带时间窗的多UAV航迹规划问题。     

粒子群优化算法在无人机设计中的应用

介绍了基本粒子群优化算法的思想、步骤,针对其有时会出现粒子在最优解附近“振荡”的现象,使用加入惯性权重因子的复合粒子群优化算法来对无人机(UAV)进行优化设计。最后以意大利研制成功的喷气无人机(米拉奇-100)为例对该算法进行了验算和仿真。由结果可知,该机的实际起飞重量与优化结果十分相似,证明了优化计算的可行性和高精度。