一种改进RRT的多机器人编队路径规划算法

多机器人路径规划是机器人领域的一个热点问题,相比于单机器人路径规划,其算法难度和复杂度都有所增加,在规划时需要兼顾多机避障、相互协作等难点问题.本文提出一种改进快速扩展随机树的多机器人编队路径规划算法,用于解决多机器人在复杂环境下的编队路径规划问题.针对多机器人在编队规划中的位置约束问题,定义机器人之间的领航-跟随结构,并对机器人队形建模.针对规划过程中编队朝向变化问题,建立搜索树扩展方向与队形方向之间的联系,通过调整队形方向改变规划时的编队朝向.针对具有质点模型和非完整约束动力学模型两种不同模型的多机器人系统,分别进行了仿真实验.仿真结果表明该算法在处理多机器人编队路径规划问题时可以取得良好的效果.     

编队舰空导弹武器系统战斗使用可靠性分析

为了研究编队舰空导弹武器系统不同的射击方式对其可靠性的影响,在单舰舰空导弹武器系统的基础上提出了编队舰空导弹武器系统作战使用可靠性和编队舰空导弹武器系统作战使用综合可靠性的概念并建立了基本模型,对多舰舰空导弹武器系统以不同射击种类、作战方式使用时的战斗使用可靠度进行了详尽的分析,可以在编队条件下选择不同的射击种类和火力分配方案提高战斗使用可靠性.     

水面舰艇编队使用拖曳线列阵声纳对潜搜索问题研究

拖曳线列阵声纳,具有良好的探测性能和隐蔽性,但是因其被动工作方式以及其他技术上的限制,舰首附近存在着一定角度的舰首盲区,针对该问题,分析了编队对潜搜索时弥补盲区的方法,提出了三舰编队弥补拖曳阵声纳舰首盲区的配置和使用方法,具有可操作性,可提高对潜搜索的搜索效率.     

面向确定性传输的新型虚拟卫星编队方案

卫星编队飞行队形相对稳定,可有效支撑确定性传输,但其队形控制需要较大的实时计算开销,且不支持多业务的灵活部署。为此,基于广泛部署的低轨星座,提出了虚拟卫星编队方案,通过选取合适的卫星构建编队来实现时敏业务的确定性传输。首先,阐述了虚拟卫星编队的设计理念,分析了基于低轨星座设计编队的挑战和性能需求。然后,通过刻画星间链路的生存时间与距离变化率属性,构建编队节点选择模型,针对时敏业务需求设计虚拟卫星编队选择算法。最后,基于STK和Exata搭建卫星网络场景进行仿真验证,实验结果表明,所提方案能为时敏业务提供与卫星编队飞行相同的性能指标,且具有更灵活的业务部署能力。     

多无人机航迹规划的自适应B样条算法

无人机集群能更高效地完成复杂和具有挑战性的任务,航迹规划和编队控制是无人机集群的研究重点。针对复杂环境下的无人机编队控制问题,提出了一种结合分段自适应B样条（Piecewise Adaptive B-Spline,PABS）方法的领航-跟随策略。采用滚动时域控制及快速粒子群优化算法为领航者无人机生成一条安全的参考航迹,并根据跟随者与领航者保持的几何关系为跟随者无人机生成参考航迹。针对生成的跟随者航迹不平滑以及可能与障碍物发生碰撞的问题,使用PABS方法对跟随者航迹进行平滑和避障处理。实验表明,使用滚动时域控制及快速粒子群优化算法及PABS方法能为领航-跟随策略下的无人机编队生成安全平滑的航迹,相比于圆弧插补技术,PABS方法能使航迹更光滑。     

多无人直升机的相对动力学建模方法及其编队控制

本文将多无人直升机编队控制分解为若干对具有主从结构的无人直升机相对状态控制问题,并提出利用相对动力学建模方法设计编队控制器.无人直升机相对动力学由6自由度空间刚体相对动力学和单体直升机飞行动力学两部分组成.基于这种相对动力学模型利用反馈线性化和扩展高增益观测方法设计具有内外环阶梯结构的控制器.最后,通过仿真验证了这种方法能够跟踪给定期望值并具有一定扰动抑制能力.     

移动机器人编队自修复的切换拓扑控制

针对机器人缺失后的移动机器人编队自修复问题, 构建了结合切换拓扑和交互动力模型的移动机器人编队模型, 通过分析机器人缺失后的拓扑变化情况, 提出了网络切换拓扑控制, 该算法利用递归实现自修复, 并且是收敛的. 通过设计相应的分布式算法, 本文将拓扑控制转化为基于局部交互的递归自修复个体控制, 证明了编队自修复个体控制的稳定性. 最后针对编队任务, 通过仿真验证了切换拓扑控制的有效性, 和其他方法比较具有低恢复时间和低功率消耗的优点.     

遗传算法在直升机空战编队优化中的应用

研究了传统的现代直升机群协同空战时对目标的威胁判断算法,并且用遗传算法来优化大规模直升机空战编队战术,最终得到一个我方的最优编队,最后用多机编队作战的算例验证了该方法的有效性.     

无人机集群的微分平坦性与编队控制研究

本文研究了无人机集群的微分平坦性,给出了相对运动的微分平坦映射,并以此为基础设计了分布式编队控制器.运动规划方面,通过求解受约束的优化问题,实时生成期望编队轨迹和编队构型.运动控制方面,采用微分平坦映射将运动指令映射为每架无人机的期望状态和控制输入,而后利用局部误差反馈设计分布式编队控制器跟踪期望运动轨迹.针对群体运动的稳定性问题,本文运用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性,给出了控制参数的选取条件.最后仿真验证了编队控制方法在未知环境下的运动控制效果.     

美军航母战斗群空袭作战发展趋势研究

美军航母战斗群空袭作战的发展趋势表现为:在作战理论上,基于战略、战役、战术空袭界限的模糊,更加依赖技术,以达成"基于效果"的打击与节约资源的统一;在武器装备上:强调信息化和集成化;在作战组织实施上,更加重视高效、机动、指挥和协同;在作战方式上,更加重视综合、整体对抗和精确作战等。这势必对我防空作战产生影响。