基于滑模变结构的无人机导引律仿真研究

为了提高无人机导引律控制的稳定性,采用滑模变结构导引律控制方法。根据一定的假设条件,建立无人机三自由度模型,根据运动模型和初始状态得到实际飞行轨迹。由滑模变结构导引律得到无人机的期望轨迹,通过实际轨迹与期望轨迹之间的误差来驱动控制。仿真结果表明,无人机在导引律控制过程中控制量变化平稳,验证了该方法的有效性和合理性。     

无人机攻防对抗不完全信息动态博弈方法研究

以不完全信息动态博弈理论为基础，无人机攻防对抗问题为背景，建立无人机攻防对抗问题的不完全信息动态博弈模型；针对博弈树的求解问题，设计免疫进化算法，求解问题的贝叶斯纳什均衡解，得到无人机的最优策略序列。仿真结果表明该模型能够合理的应用于无人机攻放对抗问题当中，具有较好的应用价值。     

滚转机动受限的无人机复杂航路跟随制导方法

无人机在未来作战中的作用逐渐多样化，航路跟随能力将成为发挥无人机作战效能的关键支撑技术。针对固定翼无人机跟随复杂航路的需求，提出一种基于非线性模型预测控制的航路跟随制导方法。该方法通过引入沿预定复杂航路变速运动的参考点，在Serret-Frenet坐标下建立航路跟随的位置和航迹方位角误差模型，结合无人机滚转能力以及动参考点速度约束等，构建了航路跟随的非线性优化问题，采用基于精英保留策略的混沌粒子群算法，求解得到了跟随复杂航路的制导指令。仿真结果表明，该方法可实现使复杂航路稳态跟随精度达到米级，并具有较强的抗风扰能力。     

基于遗传算法的无人机自动机动攻击轨迹控制仿真研究

针对某型无人机,采用增量式PID控制规律,研究了无人机对地自动攻击的轨迹控制问题.首先,建立了被控对象无人机的数学模型,然后,在研究PID控制规律的基础上,提出了无人机飞行轨迹控制方案和增量式PID算法,并使用遗传算法对PID控制的参数进行优化求解,编制了仿真计算软件并进行了大量的仿真研究,最后对仿真结果进行了分析和比较,给出了相应的结论.     

带初始前置角和末端攻击角约束的偏置比例导引律设计以及剩余飞行时间估计

针对导弹飞行过程中受到外部干扰导致前置角变化较大的问题,设计了满足任意初始前置角和末端攻击角度约束的偏置比例导引律,并对该导引律下系统参数的收敛性给出了证明。基于现有分段迭代求解剩余飞行时间的方法进行拓展,解决了现有分段迭代求解方法在前置角等于π/2 rad时存在奇点的问题,并用该改进方法给出了该导引律的剩余飞行时间估计。对提出的导引律和改进的分段迭代求解方法进行仿真,结果表明：该导引律能够满足任意初始前置角和末端攻击角度约束下导弹的脱靶量和末端角度要求,且在飞行末端加速度指令收敛至0;与以往研究结果相比,该导引律在前置角大于π/2 rad时能够实现对导弹的更有效控制;使用改进的分段迭代求解方法对提出的导引律进行剩余飞行时间估计,估计误差小,误差收敛快。仿真结果验证了该偏置比例导引律和剩余飞行时间估算方法的有效性。     

基于蚁群算法的无人机最短航路规划

为解决无人机在执行多航点任务过程中,由于航点数量较多而导致的多种飞行轨迹问题,提出一种仿生 蚁群觅食路径选择的无人机航点任务轨迹规划方法。介绍算法原理,计算信息点的信息素浓度,通过工蚁航点转换 规则和信息素浓度修改规则进行算法实现,并对其进行计算仿真和结果分析。仿真结果表明：该算法能够保证飞行 器以最短路径飞行完成所有航点任务,提高了无人机的任务执行效率,减少了控制系统的时间损耗,便于无人机编 队飞行系统的实现。     

弹道拦截的HP三维模型及自适应变结构制导律

HP（head pursuit）导引方法是将拦截器导引到目标轨道的前方进行拦截，拦截器的速度小于目标导弹的速度，从而可以解决拦截器导引头的气动加热问题，降低对拦截器探测设备的要求。在建立了HP导引方式的目标和拦截器三维制导模型基础上，对机动变速目标应用滑模变结构控制理论提出了一种自适应变结构制导算法，并设计了HP空间自适应变结构制导律，拦截器和目标导弹弹道拦截的三维数字仿真验证了模型和制导律的正确性。     

多目标空地异构无人系统协同任务分配方法

针对由地面无人车与多无人机组成的空地异构无人系统面向大范围、多目标的协同任务分配问题，以无人系统完成任务时间为优化目标，同时考虑无人机收放、续航能力以及任务时序等约束条件，建立空地异构无人系统的任务分配模型，提出一种多目标空地异构无人系统任务分配方法。结合密度值最大聚类和混合粒子群优化算法，对空地异构无人系统的任务分配问题进行求解，从而得到满足约束条件的全局任务分配结果；通过仿真实验对所提方法进行验证。实验结果表明，该方法能够有效地求解在不同作战环境中的空地异构无人系统的任务分配问题。     

基于粒子群算法的长航时无人机翼型快速优化设计

针对长航时无人机翼型气动性能优化的需求,将CFD分析技术、PSO算法与RBF代理模型方法相结合,提出了一种长航时无人机翼型快速优化设计方法。采用正交基函数描述翼型外形,并通过求解N-S方程获得翼型气动性能。使用标准粒子群优化算法对翼型气动性能进行优化,以提高全局收敛性。考虑到CFD气动分析存在计算耗时的缺点,通过径向基函数代理模型对CFD气动分析模型进行近似,以达到提高优化效率的目的。长航时无人机翼型优化算例研究表明,所提出的快速优化方法在保证优化设计质量的前提下,可以有效地降低优化计算成本,提高优化效率,具有较高的工程实用性。     

多目标时空同步协同攻击无人机任务分配与轨迹优化

针对复杂战场环境下分布式无人机对多目标协同打击任务,提出多目标攻击的任务分配与轨迹优化算法。建立典型多目标打击的任务场景和无人机模型;基于Delaunay三角形理论,以禁飞区为节点构建搜索地图;运用A^*算法实现威胁最小的单机路径搜索;在无人机动力学约束和能耗损失最小的基础上,引入时间调节因子,采用基于贝塞尔曲线的分布式无人机时空同步轨迹优化方法,得到对多目标同时打击的优化轨迹;设计轨迹跟踪控制器,对预规划轨迹进行跟踪仿真。仿真结果表明,多目标攻击的任务分配与轨迹优化方法能够对多目标实现多角度、时空同步、分布式协同打击,且对噪声及阵风等具有较强的抗干扰能力。     

一种无人机自主变步长航迹规划方法

现有无人机航迹规划搜索算法大多采用定步长搜索算法，鉴于威胁分布具有不均匀性和突发性．提出了一种无人机自主变步长快速航迹搜索算法。该算法借鉴了稀疏A＊搜索算法的部分思想，结合威胁分布信息调整搜索步长，有效减少了搜索时间。仿真结果表明该算祛能够快速规划出满足任务需求及约束条件的无人机航迹。验证了算法的正确性和有效性。     

基于视线导引策略的无人艇航迹跟踪控制算法

为实现复杂海洋环境下无人艇对期望航迹的精确跟踪和安全航行控制问题,对目前用于无人艇航迹跟踪控制的视线导引策略进行了详细研究,可分为基于前视距离的视线导引策略和基于包围圈的视线导引策略两大类,并分析了两类算法各自的优缺点。建立无人艇数学模型,基于前视距离的视线制导策略和PID控制思想设计无人艇航迹跟踪控制算法。仿真实验结果表明：所提算法具有良好的航迹跟踪控制效果,可为现阶段我国无人艇自主航行控制技术的研究和无人艇装备建设提供参考。     

基于姿态率控制的无人机目标跟踪算法

固定翼无人机跟踪机动目标时,由于运动速度的差异性,需要规划特殊的航迹才能达到较好的跟踪效果。根据无人机的机动特性对系统进行了建模,考虑风的干扰,设计了基于姿态率控制的无人机目标跟踪算法,并对该算法进行了仿真。仿真结果表明,该算法能有效抵抗风的干扰,保证无人机目标跟踪的可靠性。     

基于倾侧角反馈控制的预测校正再入制导方法

针对升力式高超声速飞行器再入滑翔制导问题,提出了一种基于倾侧角反馈控制的预测校正制导方法。该算法不依赖于传统的准平衡滑翔条件（QEGC）,能够抑制再入滑翔飞行过程中产生的周期性轨迹震荡现象。纵向制导采用落点预测与指令校正相结合的方法,通过设计倾侧角反馈控制律对飞行器的高度变化率进行实时修正;侧向制导兼顾考虑横程误差和航向角误差对制导指令的影响,设计了一种基于归一化误差走廊的倾侧角反转逻辑,实现了飞行器的侧向运动控制。CAV-H高超声速飞行器制导仿真实例表明, 该制导方法有效地抑制了再入滑翔轨迹的周期性震荡,导引飞行器完成平稳再入飞行。Monte Carlo仿真验证表明,在多种扰动和误差存在的情况下,该制导方法具有良好的鲁棒性。     

无人机跟踪地面目标无碰撞航迹规划

针对无人机自动跟踪目标过程中需要规避障碍物的问题,设计一种将跟踪制导律与改进人工势场法相结 合的航迹规划算法。对人工势场法进行适应性改进,建立无人机动力学模型,阐述定距离跟踪制导律的设计方法, 并采取加权求和与运动学约束的方式将定距跟踪制导律与人工势场法二者结合。仿真实验结果表明：该策略具备有 效性和可行性。     

某小型无人机导航控制算法研究

研究了可实现小型无人机自主飞行的控制、导航算法。建立了描述无人机运动的状态空间模型,在此基础上分析了开环系统对扰动的响应。针对响应结果,采用最优控制理论设计了带有全维状态观测器的控制器;使用了基于李雅普诺夫向量场的导航算法并对控制器和导航算法进行仿真。研究结果表明,文中给出的控制和导航算法具有良好的性能指标,可跟踪任意航路点,从而可以实现无人机自主飞行。     

基于滑模的空中加油受油机会合制导与控制

为实现空中加油过程中受油机与加油机自主会合,建立满足会合要求的滑模控制面,设计相应制导律.根据受油机与加油机相对位置与速度得出受油机前向加速度指令.基于六自由度受油机动力学模型,采用时标分离将受油机的角运动系统分为快慢回路,采用动态逆方法分别进行系统设计和设计满足追踪会合要求的速度控制律,并以无人机自主跟踪加油机实现会合为例进行仿真.结果表明:该系统能引导受油机实现与加油机的会合,具有良好的动态性能.     

基于大气预估的再入飞行器机动减速制导方法

背景噪声和混响干扰是声纳目标探测中的主要干扰源,如何有效地减小它们对声纳工作特性的影响一直是水声信号处理关注的焦点。利用Volterra 级数理论,建立水声信号的非线性动力学模型,通过对水声信号的局部预测,实现对背景噪声的降噪和混响干扰的抑制。结合二阶Volterra 自适应滤波器和基于奇异值分解的自适应滤波算法,分别采用直接法和迭代法完成了对水声信号的一步及多步预测。仿真结果表明,基于Volterra 级数模型的水声信号迭代预测方法比直接法不仅具有更好的预测性能,而且还可以实现多步预测。     

海上无人机蜂群目标威胁评估方法

针对海上无人机蜂群目标威胁评估问题,构建无人机蜂群威胁评估指标体系,建立海上无人机蜂群威胁评估模型,提出一种改进逼近理想解法的无人机蜂群威胁排序方法,设计二级威胁评估流程。仿真分析结果表明,新方法可以有效准确地对多批次无人机蜂群目标进行威胁评估,为反无人机蜂群作战指挥决策提供参考依据。