三架固定翼无人机协同编队飞行避障策略

针对无人机编队执行空战任务过程中存在无人机之间以及无人机与障碍物发生碰撞的问题,提出单向网络连接结构的多无人机避障算法和基于人工势场的控制方法,同时应用于无人机编队避障控制。以三架无人机构成的正三角形编队作为控制体,同时以长机的运动轨迹作为期望路径,长机提供僚机飞行信息,僚机接受信息保持编队飞行。多无人机编队发现障碍物到避障完成的过程包括编队集结、松散队形、最终恢复集结正三角形编队。仿真实验结果表明,所提避障控制策略能够确保编队收敛于期望的队形和稳定飞行状态。     

基于微分几何与李群的无人机编队会合方法

在领航-跟随编队模式下,设计了一种基于追缉策略的无人机编队会合方法。首先,基于微分几何曲线论和弗雷涅-塞雷标架建立了无人机非解耦三维运动模型,其中将曲率和挠率作为控制量;结合该模型给出了无人机三维编队会合问题的数学描述,它将导弹制导问题中的终端落角约束映射为编队会合问题中僚机的航迹倾角约束,同时引入额外的航迹方位角约束;然后使用特殊正交群的元素来度量长僚机方向偏差,并通过局部坐标映射将其映射为对应李代数空间中的旋量;接着,基于该旋量设计了编队会合几何导引律,并给出相应的曲率和挠率控制指令;最后,分别在长机稳定平飞和转弯机动条件下进行了多机编队会合数字仿真实验,仿真结果显示僚机能够有效地跟踪长机航向并收敛至指定位形,说明了方法的有效性。     

定式

左翼僚机单从编队飞行难度而言同右翼僚机相比并没有本质区别,但长期担任一侧僚机的飞行员突然调换到另一侧飞行,通常都需要一段时间适应.不同于普通编队飞行,表演课目要求操纵动作高度准确,并且能够对长机的动态做出预见性响应,这需要长时间密集队形编队飞行的潜心积累,从而最终形成对编队动态和各种偏差修正的操纵定式.     

基于态势分布的多机编队协同目标分配

基于态势分布的多机编队协同目标分配,可以使编队长机在空战过程中的目标分配决策更加合理化。分析了敌机对我机的态势威胁影响因素,构建了敌我双方的对抗系数矩阵;依据编队内成员的占位关系和编队僚机火力情况,将我机僚机和敌机编队拆分成作战分队形式;基于整个态势分布,综合考虑编队攻击效率和航迹防撞规则,以作战分队形式进行目标分配。目标分配结果符合编队协同空战的一般规律,表明所提方法可以为编队协同作战提供目标分配支持。     

舰艇编队作战视景仿真系统研究

针对现代舰艇编队作战视景仿真系统的复杂性和易变性,运用基于增量模型的三维实体建模方法建立了三维实体模型库,应用XML语言进行编队配置文件的数据管理,完成了不同想定下仿真实体及其调度关系的重组;采用内存映射机制和共享内存技术,设计实现了通用的视景数据接口;建立了各种非视觉物理量的可视化模型.仿真结果证明视景系统满足实时性...     

无人机地面控制系统操作员控制台设计与仿真

设计的无人作战飞机地面控制系统操作员控制台是为进行未来无人机编队作战需求,通过仿真手段进行验证的某大型无人机作战演示系统的一个子系统,采用了二维、三维图形显示技术、TCP/IP网络技术、数据库技术,完成了实时无人机状态监控平台、无人机多机任务监控平台、无人机信息监控平台、三维虚拟环境仿真平台、网络数据传输与管理、飞行数据处理、无人机平台等模块的编制工作.从软件工程的角度分别对各个开发阶段的工作及其功能实现做了具体的阐述.最后,对本系统进行了仿真测试,获得了较好的效果,为实际应用提供了有力依据.     

基于智能突现的无人机群自主编队控制研究

针对无人机群自主编队中存在的控制器设计复杂,信息交互数据量大的问题,提出了一种利用智能突现和分布式通信的新型自主编队策略。建立了无人机群以及单个无人机的运动模型。为每个领航无人机设计比例导引制导律,为每个跟随无人机设计跟踪控制方法以实现多Leader-Follower(主从式)编队形式。通过仿真对编队方法的有效性进行了验证。     

基于神经网络自适应PID的无人机编队避障飞行控制研究

针对无人机编队避障飞行控制难题,研究了无人机编队避障航迹规划与智能控制技术.首先,提出一种基于改进人工势场法的无人机编队航迹规划算法,利用改进势场函数和引入"随机波动"法等手段,解决了传统人工势场法用于无人机编队航迹规划时遇到的无法到达目标点以及局部最小值问题,并提升了传统算法航迹规划的快速性和鲁棒性.其次,设计了一种...     

分布式多无人机编队控制与博弈算法研究

针对多无人机的任意队形编队控制问题,将博弈论引入分布式控制问题中,提出一种基于博弈的分布式控制算法。该算法将梯度下降和一致性方法结合,将多无人机编队问题转化为分布式博弈问题。通过一致性方法,系统内每个无人机个体都可以对其他个体的位置进行有效估计。利用梯度下降实现纳什均衡点的求解从而实现理想编队。在提出的分布式控制算法下,个体无人机无需全局信息,只需交换邻居个体的信息就可实现多无人机的任意编队。将算法应用到多旋翼无人机系统中,仿真结果表明了分布式算法有效性。     

对美国“忠诚僚机”的思考及对策建议

用无人机担任僚机已成为战斗机编组作战领域技战术研究的新热点。本文通过跟踪美国“忠诚僚机”项目的试验进展,了解所用无人僚机和战斗机平台的性能及特点,把握长僚机编组作战对无人僚机的基本指标需求。在此基础上,结合美军分布式作战概念的演变、智能空战技术研究和现有装备改装趋势等因素,分析了“忠诚僚机”项目在推进空中分布式作战概念实用化、提高长僚机编组作战效能以及形成规模化无人僚机装备方面可能产生的影响。基于上述分析,得出无人僚机与有人战斗机编组作战是军队需要面对的新型作战样式这一结论,并结合国内空战理论研究、军用无人机制造能力以及反无人机装备的发展情况,给出整合资源发展优势无人机、以硬杀伤和软杀伤多种形式构建有效反制体系的对策建议。