改进PID的无人机飞行姿态角控制消颤算法

无人机在整个纵平面飞行过程中,由于飞行姿态角的大幅度变化以及气流的作用,导致机身颤抖,影响飞行稳定性.提出一种基于PID变结构控制的无人机飞行姿态角控制消颤算法,首先进行了无人机飞行姿态角控制系统的被控对象参量分析,构建无人机在姿态角变化剧烈、大迎角飞行时的三通道模型,采用变结构控制方法进行控制器设计.结合小扰动原理和Lyapunov稳定性原理进行扰动抑制和稳定性证明,采用梯度算法调整权值进行飞行姿态角控制的消颤处理,采用自适应算法在线调整权值实现PID变结构控制改进.仿真结果表明:采用该算法进行无人机飞行姿态角控制和消颤处理,大幅度提高无人机飞行定姿的精度,横滚角、俯仰角和航向角的控制精度有较大提高,稳定性和收敛性较好,确保了无人机飞行稳定性.     

无人机感知-规避系统安全区域动态决策方法

为了解决无人机在空域交通中的感知-规避安全性需求问题,根据无人机的感知能力定义空域交通的安全边界,采用微分对策和生存能力理论对感知-规避问题进行描述和分析,提出一个理论框架和解决方案,给出了安全区域对无人机飞行策略和制导律的影响。只要无人机与冲突航线内的其他飞行器保持必要的间隔,所提出的方法就可采取有效的策略减小冲突航线上的不确定边界,并选择相应的规避决策调整航线,避免飞行冲突。     

基于定位精度的无人机侦察航路自主修正算法

根据电子对抗无人机侦察定位的特点,建立了无人机可侦察区域计算模型和定位误差计算模型,描述了定位精度与无人机飞行航向、目标雷达的距离以及定位时间的关系。在此基础上,从提高无人机定位精度,缩短定位时间的角度出发,提出无人机在侦察飞行过程中,依据侦察获得的目标雷达位置信息,结合无人机性能参数,适时自主修正飞行航路,从而在最短的时间内获得最精确的目标位置信息,并且可以避开飞行威胁区。仿真结果表明该修正算法能够有效地缩短定位时间,提高定位精度以及定位成功率。     

改进DDPG无人机航迹规划算法

针对无人机飞行过程存在未知威胁使智能算法处理复杂度高,导致航迹实时规划困难,以及深度强化学习中调整DDPG算法参数,存在时间成本过高的问题,提出一种改进DDPG航迹规划算法.围绕无人机航迹规划问题,构建飞行场景模型,根据飞行动力学理论,搭建动作空间,依据非稀疏化思想,设计奖励函数,结合人工蜂群算法,改进DDPG算法模型...     

无人机航迹控制模块的优化设计与实现

当前在无人机作业过程中,能够根据预设的目的地信息自主控制飞行的模块,在多个最优方案条件下,需要预设复杂约束条件,否则就会存在寻优过程不收敛的问题,导致控制效果不佳。针对这一问题,研究了无人机航迹自主控制模块的改进设计。设计可以采集无人机的位置、速度等飞行信息,并上传至飞行主控器的模块硬件,软件在符合无人机飞行约束与威胁约束的条件下,规划获取后续飞行的最优航迹点。为了保证无人机飞行距离最短、高度最小,将无人机航迹自主控制问题变成优化问题。在面临多个最优方案条件下,构建基于鲸鱼算法的无人机航迹选择模型,以无人机飞行航线代价最小为目的,使用鲸鱼算法求解无人机航迹自主控制方案,完成软件设计。实验结果显示：使用所设计模块后,无人机可自主控制飞行航迹,成功避开静态威胁因素、动态威胁因素安全飞行至目的地。     

基于BN的无人机气象威胁度建模和评估方法研究

在军事和非军事领域,气象威胁与火力威胁一样,严重影响无人机的飞行安全;在进行航迹规划时,气象威胁不容忽视;重点讨论了气象要素对无人机安全飞行的影响,分析总结出八种对飞行安全有严重影响的气象相关因子并进行了量化;应用贝叶斯网络推理方法进行了气象威胁度建模,给出比较直观的层次因果关系,对气象胁度进行了分析评估;仿真结果表明,该评估方法具有较好的效用,能更准确地反映实际的气象威胁度等级。     

无人机飞行仿真系统多智能体建模分析与应用研究

无人机飞行仿真系统包含多个功能模块,采用多智能体(multi-Agent)技术研究无人机飞行仿真系统,分析并建立基于多智能体的飞行仿真系统的层次结构和运行机制,进而利用智能体对无人机仿真模型的各子模块模型运行过程进行建模,最后在JADE环境下建立了多智能体无人机飞行仿真系统的实例模型.这种方法可以通过仿真模型各子系统智能体之间的交互来完成无人机飞行仿真系统中飞行仿真的主要功能,从而满足无人机模拟训练系统的设计需求,在无人机模拟训练系统研究中具有广阔的应用前景.     

具有未知干扰的无人机鲁棒滑模飞行控制

研究无人机飞行稳定性控制问题,由于无人机飞行控制系统存在时变外部干扰,飞行过程中升阴比变化激烈,控制稳定性难度较大。利用滑模控制良好的鲁棒能力提出一种神经网络的鲁棒飞行控制方法。因神经网络有良好非线性逼近能力,可对无人机飞行系统中的不确定进行在线逼近,并将神经网络权值误差引入到权值的自适应律中用以改善系统的动态性能。利用神经网络的组合,设计无人机鲁棒滑模飞行控制器。控制器分为两部分,一部分是等效控制器,另一部分是滑模控制器,能有效减小系统的跟踪误差。最后将所设计的鲁棒滑模控制对无人机飞行姿态控制进行仿真。仿真结果表明,新方法能提高无人机的鲁棒飞行控制能力且能实现无人机姿态的精确跟踪和稳定性控制。     

基于虚拟现实技术的无人机转角控制仿真

无人机飞行状态具有较强的非线性特征,机体绕X轴的转动惯量较小,副翼的舵效相对较高,受到扰动后滚转角速率变化很快,使得无人机的横侧向控制成为转角控制的难点问题.传统采用转角跟踪器的无人机转角控制方法中,反馈线性化过程较为繁琐,对于模型精度要求较高,无法适应不断变化的无人机飞行状态.提出一种应用虚拟现实技术的无人机转角控制方法,用三维实景仿真塑造虚拟的无人机飞行区域实景,在无人机运动过程中,辅助操纵手在目视距离内,由增稳控制或人工遥控方式对飞机转角进行操作,并通过三维建模来对无人机机体模型和舵面模型进行构建,并导人到相应的环境中,再通过相应程序对无人机的运动和舵面的转角进行有效的控制,从而实现无人机转角的准确控制.仿真结果表明,相比传统控制方法,所提方法控制下的无人机转角的响应速度更快,具有高的控制效率,在各种扰动的情况下,均可以实现无差的控制跟踪.     

变结构三阶一致性无人机编队控制

对多无人机的编队飞行控制问题进行了研究,解决了多无人机编队构成并稳定飞行和编队内某无人机失事情况下其它无人机仍保持队形稳定飞行的问题.首先,基于图论设计编队通讯网络.其次,基于三阶一致性理论设计编队控制器,通过积分得到每架无人机的目标位置和速度.在编队内无人机失事情况下,设计变结构通讯网络,并给出编队通讯结构变化规则.仿真结果表明,上述控制方案能够保证多无人机迅速构成编队并稳定飞行,在编队内无人机失事情况下,能够保证其它无人机依旧按目标路径和编队形状稳定飞行.     

利用动态规划和电势理论规划UAV三维航迹

用改进的电势理论规划无人机的三维航迹。充分考虑了地形威胁、火力及雷达威胁同时存在的情况,并对它们的权重对航迹规划的影响进行了研究。通过限制航线到包含任务起止点直线的距离,不但克服了电势法无法收敛目标点的问题,而且可以缩短飞行航程;研究惩罚函数中各因素不同权重对飞行航线的影响,选择出最优权重系数;通过仿真试验可知,该方法能够成功地为无人机规划出安全的飞行路径。     

基于目标状态估计的UAV路径重规划决策模型

变结构离散动态贝叶斯网络能感知突发固定威胁,但难以应用于状态未知的突发机动威胁.针对此问题,提出一种新的无人机路径重规划决策模型.该模型以变结构离散动态贝叶斯网络为基础,在机动威胁目标状态未知情况下,结合Kalman滤波理论,得到基于动态贝叶斯网络的目标状态估计模型,并将其作为一个模块加入路径重规划模型中,实现路径重规划决策.仿真结果证明了所提出的无人机路径重规划决策模型的正确性.     

针对运动目标的多无人机协同鸽群优化搜索方法

针对多无人机协同运动目标搜索问题,本文设计了改进鸽群优化算法的协同搜索决策.首先,基于运动目标的独立性,建立了服从正态分布的目标概率信息图模型;为了提高环境中目标存在的确定度,建立了搜索环境的确定度信息图.其次,通过建立的吸引和排斥数字信息素图,引导无人机向未搜索区域飞行,减少重复搜索概率,提高协同目标搜索效率,并基于传统的鸽群算法,通过加入速度更新修正机制和精英代机制对其进行改进.然后,结合环境中目标的存在概率信息以及无人机搜索目标的探测信息,使用改进鸽群优化算法,规划无人机的最优搜索飞行路径.并设计避碰机制,以有效防止无人机搜索过程中的碰撞.最后,通过比较仿真实验验证了改进鸽群优化算法对运动目标协同搜索的有效性.     

基于图形模型动态感知下的多无人机航迹协同

为解决对当前形势估计不足以及对未来情况预测的问题.采用图形模型中动态贝叶斯网络(DBN)建立突发威胁体感知的模型,利用DBN的状态转移网络、观测转移网络及DBN的学习和推理算法,实现了对突发威胁体的动态感知.提出一种基干图形模型动态感知下的多架无人机航迹协同规划方法,并据此实现多无人机飞行航迹协同规划.仿真结果表明了这种基于图形模型动态感知下的多架无人机协同方法的正确性和可行性.     

无人机飞行控制系统软件测试策略的研究

无人机飞行控制系统是无人机机载设备中最重要的部分之一;对无人机飞行控制系统软件进行严格测试是保证其质量的重要手段;首先介绍软件测试的通用的基本理论和基本方法;然后以某型无人机飞行控制系统软件测试为案例,研究了无人机飞行控制系统软件的特点;提出了一种基于经验反馈的软件测试模型,并分析了该模型的特点;最后提出了一套适用于无人机飞行控制系统软件测试的策略。     

802.1x协议安全量化分析的数学模型

网络访问控制技术能有效防止不安全终端对网络的威胁。作为一种可信网络连接协议,802.1x本身就具有安全性问题。首先建立基于半马尔可夫过程的随机模型,然后针对认证过程中存在的安全漏洞和威胁进行安全量化分析,最后推算出具体的安全性指标。     

面向安全避障的无人机鲁棒跟踪飞行控制

针对无人机在执行任务时所面临的安全飞行问题,基于已知威胁信息采用A*算法生成初始航路点.为解决存在过多冗余点、拐点以及路径不平滑等缺点,对规划得到的初始航路点进行二次规划,删除不必要的转折点并对其综合平滑处理,得到满足无人机性能约束的航路点.同时采用B样条曲线拟合航路离散点,在此基础上考虑安全飞行控制裕度,生成无人机的...     

大气扰动下无人机输出反馈控制律设计及仿真

针对无人机在飞行过程中容易受到大气环境干扰的问题,干扰主要来自外部扰动,主要研究了大气紊流对无人机飞行过程的影响,建立了基于Dryden模型的纵向小扰动线性运动方程.为抑制大气紊流对无人机运动的干扰,保证飞行过程中飞机的稳定性,应用输出反馈H∞控制算法设计了干扰抑制控制器进行仿真.仿真结果表明,采用的控制方法能够有效的抑制大气紊流对无人机运动的干扰,使飞控系统具有良好的稳定性和鲁棒性.     

基于DDoS攻击关联化变权评估算法

网络攻击时刻发生在人们的日常生活中,威胁着网络用户的信息安全.从拒绝服务出发,结合D数理论和变权方法,提出了基于DDoS攻击关联化变权评估算法.该算法从指标权重的确定和指标之间的关联度两个方面考虑,首先基于变权理论改善在不同场景下固定权重所带来的不确定性,同时利用D数理论加强数据的准确量化.其次,分别从指标数据之间关联...     

基于动态规划的无人机航路优化问题研究

无人机航路规划往往指无人机在初始位置、终止位置和一些目标任务结点确定之后的航迹优化问题;在无人机飞行任务执行过程中,无人机需要在参考飞行航线的约束下,根据局部地形、地貌、障碍、威胁等信息以及飞机本身机动能力的限制,实时的计算出飞行航路,并跟随该航迹完成飞行任务;在利用Dynapath(动态路径)算法进行参考航线优化的过程中,考虑了飞机机动性能的限制;在此基础上,详细讨论了参考航线由多航段组成时航路点的处理方法并进行了计算机仿真,仿真结果表明该方法可以比较理想地进行航路点的处理,得到比较良好的最优航迹。