摘要：针对不确定态势下无人机群作战效能评估问题,构建了一套基于作战过程仿真的无人机群作战效能评估方法。首先,从作战环角度分析无人机群察打任务作战过程;其次,根据作战环的各个步骤设计战法计算,结合设计的参数设置、战场态势生成与记录、全局进度控制器、作战数据记录等模块形成完整的无人机群察打作战过程仿真系统;然后,依据获得的作战过程仿真结果数据,构建核心效能指标与辅助效能指标,给出各指标的计算与耦合方法;最后,通过案例实验,对采用不同编配方案的无人机群进行作战过程仿真,评估分析作战效能,验证了本文方法的可行性,可实现不确定态势下无人机群作战效能的有效评估。

摘要：针对战场环境的多目标、多任务以及无人机能力有限等特点,设计了一种适应于多目标、多无人机、多任务种类的无人机群协同多任务分配模型。结合该模型以及其中的任务偏序约束、协同任务约束、无人机能力约束等约束条件提出了基于任务序列的遗传算法染色体编码方法,和基于同类任务的遗传算法交叉、变异算子。该方法利用遗传算法的全局搜索优化解特点,对无人机群的协同任务分配进行优化。仿真试验表明该方法能够保证满足任务分配约束条件的基础上使任务的分配更加优化。

摘要：分析了国内外无人机任务规划系统的研究现状,提出了一种面向无人机群的作战任务规划系统建设思路。基于网络化、服务化的技术体制,设计了无人机群任务规划系统架构、主要功能及典型使用流程。就无人机群航路规划、作战规则管理、组件化建模仿真等关键技术方面对无人机群作战任务规划系统进行了研发,形成了无人机群任务规划原型系统。通过仿真对所设计的系统功能进行了验证,可为无人机群任务规划系统的发展提供参考。

摘要：针对传统的集群控制算法需要获取通信范围内相邻质点的位置和速度信息才能够计算控制量的问题,提出一种新的无须获得相邻无人机速度的六自由度固定翼无人机群的集群和避障控制方法。将通信范围内的无人机均视为障碍物,采用统一的计算方法获得控制量,并且证明了算法的稳定性。通过建立六自由度无人机线性化控制模型,将改进的质点集群算法应用于无人机群控制系统中,将无人机控制设计成六自由度无人机的跟踪回路和质点无人机的导引回路,并证明通过选取合适的跟踪回路控制参数,确保整个无人机集群控制是稳定的。通过六自由度无人机编队仿真验证了所提算法的有效性。

摘要：针对传统联邦学习在无人机群应用中的局限性——要求所有参与者执行相同任务并拥有相同的模型结构,本文探索一种适用于无人机群的多任务联邦学习方法,设计一种新的编-解码器架构,以加强执行不同任务的无人机之间的知识共享.首先,为执行相同任务的无人机建立直接的知识分享机制,通过直接聚合方式实现同任务知识的有效融合;其次,对于执行不同任务的无人机,从所有无人机的编-解码器架构中提取编码器部分,构建一个全局编码器;最后,在训练环节,将本地编码器和全局编码器的信息整合到损失函数中,并通过迭代更新使本地解码器逐步逼近全局解码器,从而实现跨任务间的知识高效共享.实验结果表明:相较于传统方法,所提出的方法使无人机群在3个单任务上的性能分别提升1.79%、0.37%和2.78%,仅在1个任务上性能略微下降0.38%,但整体性能仍提升2.38%.

摘要：多机协同目标跟踪是无人机系统的典型任务之一.由于军事任务的集群性,在实际中常需要跟踪多个不同的目标.如何使用尽量少的无人机对多个目标实施有效跟踪,以提高系统鲁棒性和定位精度,是一个重要的研究课题.本文针对复杂环境下无人机群协同跟踪地面多目标过程中的关键问题进行研究,设计了复杂环境下无人机群协同跟踪多目标系统架构,提出了考虑遮蔽区域机群跟踪多目标动态分组算法、自适应多模型无迹卡尔曼粒子滤波融合算法和障碍条件下机群协同目标跟踪运动快速导引方法.通过仿真试验和飞行试验,验证了本文方法的有效性.最后,对该领域的下一步研究方向进行了展望.

摘要：无人机集群运动技术中,布散模型是一项非常重要的研究内容。研究无人机的布散模型时,最重要的工作就是建立每个无人机的运动方程。在建立无人机二维平面内质点运动方程的基础上,设计了虚拟恒定引力、边界力、Lennard-Jones分子力来对模拟无人机在散开运动中的受力,以实现无人机整体运动的趋向性和避免碰撞的要求。通过对运动方程求数值解获得的仿真结果看出,建立的运动模型可以实现无人机在一定范围内散开,并保持运动趋向性和避撞性。

摘要：针对无人机群的速度跟踪编队控制设计了基于方向信息的控制策略,其中无人机的控制器设计只依赖于临近无人机的相对方向,从而可以应用于无人机群通信受阻的情况。通过设计基于方向信息的比例积分控制器完成了无人机群编队系统的速度跟踪问题,控制器的稳定性分析采用了基本Lyapunov函数的方法,与基于优化策略和持续激励方法相比更利于控制策略扩展应用到更加复杂的情形中。最后,分别通过定点和速度跟踪编队控制仿真实验,验证了控制方法的有效性。

摘要：针对具有未知匀速移动目标的无人机群包围控制,设计基于相对位置的分布式碰撞避免控制策略,包含目标跟踪、速度估计和碰撞避免3个需求。只需掌握无人机到目标和相邻无人机的相对位置,不需预设无人机群到目标的期望距离,也不需考虑无人机群的编队结构。控制器中加入防碰撞分量,有效解决了包围控制中的无人机碰撞问题。通过Lyapunov方法证明了控制器的稳定性。Simulink仿真实验证明了控制策略的有效性。

摘要：无人机群利用协同侦察和攻击模式可以提高作战任务的成功概率,完成单架无人机无法完成的任务。论述了无人机群协同自组织控制的研究进展,主要包括:无人机群自组织控制流程、无人机群编队队形设计、无人机群编队飞行控制策略。