时变通信时延下的多无人机系统编队追踪控制

针对存在时变通信时延的情形,研究了多无人机系统的编队追踪控制问题,使得系统中的领导者能够追踪期望轨迹,跟随者能够追踪领导者轨迹并形成期望编队。对系统中的无人机建立其动力学模型,对于所描述的情形作出一些基本假设和说明。基于一致性理论对领导者和跟随者设计相应的控制器,通过变量代换和数学变形,将原系统的编队追踪控制问题变为低阶系统的渐近稳定问题。设计合适的Lyapunov-Krasovskii函数,运用线性矩阵不等式的相关定理,推导出新系统渐近稳定的充分条件。在Matlab环境中对系统进行飞行仿真实验,实验结果表明：在满足所给条件时,系统在时变通信时延条件下能够实现编队追踪控制。     

基于人工势场法的多机编队重构防撞控制

针对多机编队在队形变换过程中存在的机间碰撞问题展开研究。首先基于人工势场法提出一种有界斥力函数的设计方法;同时为避免同平面内队形变换导致的航迹交叉现象出现,设计了队形变换协调策略,有效解决了人工势场法容易陷入局部极值点的问题。其次,通过引入时变权重系数协调防撞控制量和一致性控制量,设计了机间防撞控制协议,在提升队形变换速度的同时确保无人机之间的距离始终大于安全距离。最后,通过数值仿真实例验证了所提编队防撞控制方法和队形变换协调策略的有效性,不仅显著提升了协同编队的安全性,还能够支撑未来大规模多无人机系统协同编队。     

面向分布式组网无人机集群的感知数据融合方法

为解决由于全局知识缺失、通信限制、各无人机局部感知信息相关性未知等导致的分布式组网无人机集群中的感知数据融合难的问题,开展了面向分布式组网无人机集群的感知数据融合技术的研究。首先,采用标签随机有限集对各无人机局部感知信息进行建模。其次,分别使用算术平均和一致性作为分布式融合的准则和计算方法,提出了一种基于一致性、算术平均和标签随机有限集理论的分布式数据融合算法,以在分布式组网无人机集群中实现对全局感知信息的集体认同。最终仿真实验表明,所提算法可实现对全局感知信息的分布式融合。     

非致命微波武器综合效能评估

针对非致命微波武器效能评估问题,通过分析影响非致命微波武器效能的关键因素,建立了非致命微波武器评价指标体系,提出了非致命微波武器效能的评估方法。采用一致性排序法确定各个指标的分配权重,并将Vague集应用到效能评估中,利用加权贴近度表征非致命微波武器效能的评估值。得到评估结果与实际情况相符,为国内非致命微波武器发展提供了理论依据。     

事件触发的时滞二阶多UAV系统一致性控制

研究具有固定输入时滞的二阶多无人机系统在事件触发下进行不完全随机采样,并达到一致性控制的问题。提出一种阈值依赖于多无人机系统事件触发时刻和初始状态的事件触发机制,并给出在此事件触发机制下具有固定输入时滞二阶多无人机系统的分布式控制策略。当无人机自身状态变化量满足触发条件时,无人机间进行信息交互,控制器根据此次事件触发的采样状态值进行控制输入更新。通过理论推理证明一致性控制的结论。最后,通过仿真验证了算法的有效性。     

通信时延下欠驱动自主水下航行器编队控制

研究了通讯时延情况下的欠驱动自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle)编队控制问题。考虑到水下通讯所面临困难,将编队问题分为两个部分：一部分为单个AUV的路径跟踪控制问题,保证每个AUV沿各自的期望路径航行;另一部分为路径参数的协同控制问题,保证每个AUV期望的路径参数能够实现同步,进而达到编队控制的目的。提出的控制方案仅需要AUV之间交互路径参数信息,通讯需求量小,满足实际工程需求且能够允许一定的通讯时间延迟。数值仿真结果验证了控制算法的有效性。     

海战复杂性度量研究

为把握现代海战的发展规律,在分析海战复杂性概念的基础上将海战复杂性分为海战结构复杂性和海战行为复杂性进行度量。提出＂点权分布熵＂以度量海战的静态结构复杂性,并运用复杂网络建立模型;提出＂行为熵＂以度量动态的行为复杂性,并从信息质量和决策水平角度建立模型。给出了海战复杂性的度量公式,分析了影响海战复杂性的因素。     

多智能体系统的二阶一致性跟踪问题

为了解决通信时延下关于参考状态的二阶一致性问题,提出了一种一致性算法。该算法利用Lya-punov稳定性理论,首先给出多智能体系统在固定时延下达到一致性的充分的线性矩阵不等式(LMI)判据;再给出满足一定条件的多智能体系统在时变时延下达到一致性的判据;最后,以水下无人航行器(UUV)集结为应用背景进行算法验证。运算结果表明了所提出的一致性算法和判据的有效性。该算法适用于具有时延的有向通信网中多智能体系统关于参考状态的二阶一致性问题。     

雷达抗干扰性能的测量研究

本文提出用得益矩阵对雷达抗干扰性能进行度量,对得益矩阵的建立及其在雷达抗干扰性能度量方面的应用进行了分析,并设计出一套自动测试系统,对雷达抗干扰改善因子进行测量。