摘要：无人异构集群相较于单一类型、单一个体的无人平台,能够完成更为复杂的任务,同时对严苛战场环境有着更高的适应度.在无人异构集群协同执行任务时,任务分配是至关重要的环节,需要考虑异构无人平台和任务的多种约束和目标.传统的任务分配方法分配效率低且难以处理大规模复杂任务.联盟博弈通过形成由若干参与者组成的联盟,根据个体的属性、偏好对群体进行划分,从而实现个体以及群体利益的最大化.本文以无人异构集群任务分配为背景,研究了基于改进联盟博弈算法的最优分配策略,基于可能的战场环境设计了模拟任务场景并完成实验验证.首先,考虑异构平台在任务中的初始位置、速度、携带资源以及个体声誉等因素,建立了基于空间自适应博弈(Spatial adaptive play algorithm, SAP)的联盟博弈的任务分配算法模型.其次,基于任务场景,搭建了任务所需的软件与硬件平台.最后,针对模拟的战场环境,对所提算法及搭建的异构无人集群平台进行了实验验证.验证结果表明,在异构无人集群平台重分配的任务背景下,本平台能综合考虑战场态势,寻找最优的任务分配方式,协调各作战单位完成任务目标.

摘要：针对高超声速飞行器飞行的速度和高度跨度大、变化快,飞行动力学特性复杂;模型具有非线性,强耦合及不确定性的特点,建立了考虑推进及弹性影响的纵向模型,并提出了纵向模型的鲁棒协调控制器设计方法。该方法在典型高超声速飞行器几何结构基础上,针对机体/发动机一体化设计布局,结合高超声速气动力学和气动弹性有关理论,建立非线性纵向模型;通过分析模型的不确定性来源,对刚体-弹性耦合系统设计了基于线性二次型调节器的隐式模型跟随鲁棒协调控制器,从而保证飞行器在不确定干扰情况下的闭环系统稳定性。仿真结果表明,本方法所设计的控制器在给定的不确定性范围内具有良好的鲁棒性。

摘要：针对一类由偏微分方程(PDE)描述的非线性分布参数系统的鲁棒故障检测观测器(FDO)设计问题进行了研究.采用模态分解法将PDE系统变换成一个等价的无穷维常微分方程(ODE)系统,并根据空间微分算子的特征谱,将无穷维ODE系统表达成有限维慢子系统与无穷维快子系统相耦合的形式.基于慢子系统模型设计有限维FDO,使得无故障残差系统在容许的未知非线性动态和快子系统动态影响下依然渐近稳定,并设计相应的检测门限,以实现故障检测.仿真结果验证了所提方法的有效性.

摘要：给出了传感器和控制器之间存在网络时网络化控制系统的一种变结构控制方法.由于对象状态的不完全可测性,利用观测器的状态来设计控制器.如果实际时延小于最大允许时延,则观测器增益矩阵可以通过求解一个线性矩阵不等式来求取,从而保证误差系统是指数渐近稳定的.控制器增益矩阵可以利用极点配置或最优控制的方法来确定,并且能够保证滑动模态是指数渐近稳定的.采用指数趋近律的方法,可以调节相应参数削弱抖振,保证系统具有要求的性能.仿真算例表明了该方法的可行性与有效性.

摘要：引入基于领域本体的语义模型形式化建模方法,提出了多无人机交互描述的语义描述模型方法和交互配置的语义增强方法.设计了无人机本体UAV-O和服务描述本体UAV-OS,在OWL-S(Ontology Web Language for Services)基础上扩展服务动态特性等的描述,可以为服务质量、服务状态和服务关系提供语义描述;扩展了对多无人机任务和动态配置、组合所需控制结构等的描述.为了实现多无人机应用配置的自动化和动态性,基于本体的语义增强方法可以用于配置管理,在匹配中引入高层次的语义增强匹配,对多无人机交互配置处理进行语义增强.在无人机综合仿真环境中进行了验证,结果表明,提出的基于本体的语义互操作方法能有效地支持多无人机应用交互和集成.

摘要：基于轨迹线性化控制(TLC)理论提出了一种全驱动平流层飞艇轨迹跟踪控制设计的新方法.该方法由期望姿态生成、运动学控制和动力学控制3部分组成.首先利用期望轨迹的Frenet标架构造期望的艇体坐标系,导出期望姿态的计算公式;然后将系统运动学部分按照移动和转动分解,动力学部分按纵向与横向分解,将整个系统划分为4个回路,并分别用TLC理论进行控制设计,避免了设计时对全系统求逆的困难;最后给出了控制方法的计算步骤和平流层飞艇跟踪典型轨迹的仿真结果,结果验证了所提出方法的可行性.

摘要：为克服直升机单点逆模型的不足,提出了旋转逆动力学建模新方法,实现了大包线下的姿态控制。该方法采用模块化建模思想,首先通过转动方程逆解算,将姿态角速度指令转化为期望的纵、横向挥舞角和尾桨偏航力矩指令等三个关键状态量,然后利用主旋翼挥舞动态逆解算和尾桨桨距指令逆解算,由关键状态量解算出期望的纵、横向周期变距角和尾桨桨距角,进而建立了直升机旋转逆动力学模型。在此基础上,完成了姿态控制系统设计。仿真结果表明,该模型能够在大包线范围内较准确地反映直升机的旋转动态逆特性,系统能够很好地实现姿态控制目标,在各类干扰因素存在时体现出了较强的性能鲁棒性。

摘要：利用扩展影响图的表示特性和计算特性来解决辅助决策系统中知识表示与问题求解的一致性问题.采用条件弧和决策簇扩展影响图解决其在描述非对称性、不确定性问题中的局限,并根据该扩展影响图提出了基于条件分解的求解算法.基于扩展影响图方法对系统进行分析并描述系统结构,给出了基于扩展影响图进行辅助任务分析设计的框架和系统结构.仿真结果表明了所提出方法的有效性.

摘要：针对具有模型不确定和未知外部干扰的自治飞艇,提出了直接自适应模糊路径跟踪控制方法.该方法由路径跟踪控制和自适应模糊控制两部分组成.首先基于飞艇的平面运动模型设计路径跟踪控制律,包括制导律计算、偏航角跟踪和速度控制3部分;然后构造直接自适应模糊控制器逼近路径跟踪控制律中的不确定项.稳定性分析证明所设计的控制律能使飞艇跟踪给定的期望路径,跟踪误差收敛到原点的小邻域内.仿真结果验证了所提出方法的有效性.

摘要：为了改善软件接收机性能,提出一种微惯性/软件接收机非线性超紧组合方案.分析接收机跟踪环路和微惯性测量组件非线性的基础上,提出了非线性跟踪滤波器和非线性组合滤波器的设计方法.基于跑车实验数据完成了该超紧组合系统性能的试验验证.结果表明,在即时码In-phase/Quadra-phase信号较弱的情况下,该超紧组合跟踪环路仍保持较高的跟踪精度.