单向拓扑下基于DMPC与改进APF的水面无人艇编队运动控制算法

多水面无人艇编队运动控制是多水面无人艇智能化的核心技术,也是当前研究的热点。重点讨论了编队部分成员无法获得编队平衡先验信息条件下的水面无人艇编队运动控制问题。首先,针对编队先验信息不平衡条件下无人艇编队保持困难的问题,将领航–跟随结构与分布式模型预测控制算法结合,通过设定通信优先级和单向拓扑结构,在分布式模型预测控制算法中引入假设状态空间和平衡状态空间,以实现部分跟随者无法获取编队平衡先验信息情况下的无人艇编队保持;其次,针对编队航行过程中障碍物规避安全性不足的问题,将改进的人工势场法与模型预测控制相结合,设计了无人艇自主避障控制器,提升了编队航行过程的安全性;最后,通过仿真平台对所提方案的可行性进行了验证。所提方法可以为进一步研究复杂环境下多水面无人艇编队运动控制提供参考。     

反应式集群体系结构在蜂群弹药中的应用研究

随着无人武器集群式作战从想象加速变为现实,这种新型武器和战术势必将成为改变未来战争规则的重要推手。针对集群武器系统缺乏有效理论与系统技术支撑的问题,首先在多智能体理论和仿生集群智能技术的启发下,深入研究了基于集群行为驱动和个体行为规则的分布式决策框架,并结合视觉信息处理技术,构建了基于个体行为规则和集群行为原型的反应式集群框架;然后,建立了蜂群弹药任务和个体行为规则之间的映射关系;最后,将简单的区域搜索、饱和攻击等作战任务进行了嵌入式实现,对影响任务效率的关键因素进行了深入分析,为构建蜂群弹药等智能集群装备提供了技术储备和理论支持。初步仿真结果证明,对于50节点规模的集群,提出的反应式集群决策框架能够引导蜂群弹药高效完成避障、搜索和攻击等任务,且在40%、80%个体失效时搜索效率显著优于慎思式集群。     

障碍环境下队形可变编队的路径规划方法研究

面向机器人编队探索和侦察等任务,系统期望保持队形以保障任务效能,但障碍环境下队形保持可能引起路径长度增加,甚至没有可行路径。为了综合考虑队形保持、路径长度及路径存在性,提出一种队形可变编队的路径规划方法,为编队跟踪控制提供一条全局参考路径。首先,分别依据个体的占据空间和编队的占据空间,对障碍进行两次膨胀,获得包含硬障碍和软障碍的路径规划构型空间。然后,在基于A*的路径规划框架下,构建包含路径长度和软障碍穿越距离的加权代价函数,以获得多指标权衡的路径。最后,不同权重对比试验表明,所提算法对不同障碍环境具有更好的适应性,通过权重设定能获得满足不同需求的可行解,可以为编队提供满意的全局路径。同时,随机场景测试试验验证了算法具有良好的鲁棒性。提出的编队路径规划方法可以引导机器人编队在复杂环境下更安全和快速地完成任务。     

推进系统热管理试验台架控制规律

在分析装甲车辆推进系统热管理研究需求的基础上,设计了试验台架的总体方案。建立了并联管路数学模型,分析了并联管路阀门开度、阻抗、压头以及流量间的关系;建立了换热器数学模型,分析了质流量热容与温度、流量与传热之间的关系。基于GT-COOL和Simulink软件建立了台架及其控制规律联合仿真模型,仿真结果验证了数学模型理论分析的正确性,为台架变工况的控制策略提供了理论指导。     

军用发动机控制系统技术分析及改进研究

控制系统是航空发动机的重要组成部分。文章对国外航空技术强国,特别是美国和俄罗斯的航空发动机控制系统技术的发展历程进行了分析,着重介绍了某发动机控制系统的技术特点。针对该发动机控制系统提出了数字化改进方案,可以有效减轻控制系统重量,挖掘发动机潜力,并提升发动机性能。从航空发动机控制系统的发展历程可以看出,全权限数字电子控制技术(FADEC)是航空发动机控制系统发展的必然趋势,会对航空技术的发展产生巨大的推动作用。     

飞机电磁弹射系统发展及其关键技术

总结论述了美国和英法国家的飞机电磁弹系统工程化应用研制的发展状况,综述了电磁弹射用直线电机的方案选型设计、仿真技术、性能优化和控制方法等方面的关键技术和研究现状,针对电磁弹射技术的发展前景和应用给出了相关建议,为国内电磁弹射相关技术的发展提供了借鉴。     

高功率密度柴油机热部件散热量MAP研究

为满足某型高功率密度柴油机智能化控制冷却系统的设计需要,构建了高功率密度柴油机与冷却系统的工作过程耦合模型。利用该模型计算了柴油机关键热部件的散热量MAP,并对结果进行了分析。结果表明:一级中冷和二级中冷散热量随环境温度升高而降低;级间中冷散热量随环境温度的升高而升高。应用该方法能够快速掌握高功率密度柴油机的散热规律,为制定智能化控制冷却系统的控制策略提供依据。     

多样化军事任务舆情演化及引导的仿真

针对海军遂行多样化军事任务所面临的日益复杂的社会舆论环境,采用基于Agent的建模理论与方法,建立了舆情演化过程的模型,并对其进行了仿真和分析。首先,提出了个体间观点交互的规则,建立了个体观点交互的舆情演化模型。其次,基于所建模型对不同条件下的舆情演化及引导进行了仿真实验与分析。仿真结果表明,模型的统计结果与实际舆情演化情况相符,具有较强的实际性。     

未来数字化战场中的指挥控制语言研究

针对未来数字化战场中机器人部队指挥控制与协同作战这一新兴研究领域需解决的机-机协同和人-机智能融合等问题,综述国内外相关领域的研究现状,分析了构建我军指挥控制语言的必要性,研究了机器人部队指挥控制语言的技术架构与关键技术,并提出了指挥控制语言的一种形式化语法和语义标注方法和通信协议,并结合海军舰艇作战示例分析了指挥控制语言的可行性及有效性。