北京市自然科学基金(4182035)
- 作品数：10 被引量：75H指数：6
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- 相关机构：北京航空航天大学北京电子工程总体研究所更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术兵器科学与技术自动化与计算机技术自然科学总论更多>>
- 有向拓扑条件下针对机动目标的分布式协同制导律设计被引量：6
- 2020年
- 研究了在有向拓扑条件下针对机动目标的分布式协同制导律的设计问题。首先,根据飞行器与目标之间追击过程的几何关系建立制导过程系统模型,针对该模型的非线性问题采用动态反馈线性化方法进行处理。将目标未知机动视为干扰,通过扩张状态观测器进行观测,同时将该估计值用于制导律的设计中,通过直接补偿的方式剔除目标机动对飞行器剩余飞行时间的影响。然后,将所设计的制导律代入到制导模型中,利用一致性分析方法将多飞行器协同制导问题转化为一致性问题,利用极点分析的方法对非一致性子空间的收敛性进行分析,得到协同制导律收敛的充要条件。最后,通过仿真分析的方式对所设计的协同制导律以及制导律的参数选取方法进行分析。
- 董晓飞任章池庆玺李清东
- 关键词：扩张状态观测器一致性反馈线性化
- 拓扑切换的集群系统分布式分组时变编队跟踪控制被引量：11
- 2020年
- 分布式编队控制是集群智能控制重要的基础性研究课题之一.拒止环境和多任务需求对编队控制提出了新的挑战.本文研究了高阶线性集群系统在拓扑切换情况下的分布式分组时变编队跟踪控制问题.在本文所提出的集群系统模型架构中,智能体被分为3类:虚拟领导者、分组领导者和跟随者.虚拟领导者为整个集群系统宏观运动提供参考轨迹或者跟踪指令.分组领导者一方面跟踪虚拟领导者所提供的轨迹或指令;另一方面通过与其他分组领导者之间的相互协作实现各分组之间的协同配合.跟随者实现对各自分组领导者的时变编队跟踪.在拓扑切换和外部扰动同时存在的情况下,基于智能体之间的局部有限邻居节点之间的相对信息反馈和滑模控制理论构造了分布式分组时变编队跟踪控制协议,并给出了控制协议中未知参数的求解算法,进而利用李雅普诺夫(Lyapunov)理论证明了集群系统在拓扑切换和外部扰动同时存在情况下的闭环稳定性.最后,数值仿真结果验证了本文提出的控制方法能够实现集群系统分组时变编队跟踪控制,并可应用在以无人机集群为代表的实际物理模型中.
- 田磊王蒙一赵启伦王晓东宋勋任章
- 异构多智能体系统分组输出时变编队跟踪控制被引量：12
- 2020年
- 空地协同控制是前沿的热点研究之一,以无人机、无人车为代表的空地智能体动力学模型的差异为研究带来了挑战。研究了高阶异构多智能体系统在有向拓扑条件下的分组输出时变编队跟踪控制问题,提出了虚拟领导者、分组领导者以及跟随者组成的三层协同控制架构。虚拟领导者用于规划整个多智能体系统的状态轨迹,分组领导者跟踪虚拟领导者所提供的轨迹信息,并相互协作以实现分组间的协同配合。跟随者跟踪分组领导者的输出并实现期望的输出编队。在有向通信拓扑结构条件下,基于局部邻居间的相对信息、观测器理论和滑模控制理论构造了控制协议,利用Lyapunov稳定性理论证明协议的有效性。数值仿真结果表明提出的方法能够实现无人机、无人车等异构智能体的空地协同,具有较好的工程应用价值。
- 田磊赵启伦董希旺李清东任章
- 异构集群系统分布式自适应输出时变编队跟踪控制被引量：11
- 2021年
- 提出了一种能够解决高阶异构集群系统输出时变编队跟踪问题的控制方法.集群系统中的智能体分为领导者和跟随者,领导者和跟随者的动力学模型可以完全不同.跟随者的输出在跟踪领导者输出的同时保持时变编队实现协同运动.考虑了领导者存在已知或未知控制输入、领导者和跟随者均存在未知扰动、有向通信拓扑存在切换等多种因素并存的情况,结合观测器理论、自适应控制理论和滑模控制理论设计了完全分布式的输出时变编队跟踪控制协议,摆脱了对领导者控制输入上界值、与通信拓扑相关的拉普拉斯矩阵的特征值以及时变编队函数等全局信息的依赖.利用Lyapunov理论证明了在有向拓扑切换条件下异构集群系统的闭环稳定性.最后通过数值仿真对理论结果的有效性进行了验证.
- 田磊董希旺董希旺李清东李清东任章
- 关键词：异构集群系统分布式控制自适应控制
- 拒止环境下基于“忠诚僚机”的护航策略被引量：4
- 2021年
- 护航策略一直是各军事大国的重点研究内容之一,拒止环境具有强电磁干扰、强对抗博弈等特点,进而对护航策略提出了更高的要求。提出了一种基于分布式时变编队跟踪控制方法的护航策略,该策略中由高成本长机探测到敌方来袭导弹,在进行规避的同时,释放多个低成本僚机担任“忠诚僚机”。采用时变编队跟踪的控制方法,使僚机始终处于长机与敌方来袭导弹的视线轴上,必要时牺牲僚机以保全长机。针对敌方来袭导弹的方位角是全局信息,设计了分布式观测器对其进行估计。在拒止环境下,复杂电磁干扰带来通信时断时续,导致长机与僚机及僚机与僚机之间的通信拓扑存在切换。为应对电磁干扰对通信拓扑的破坏,提高抗电磁干扰能力,考虑僚机外部扰动和长机规避机动动作同时存在的情况,基于观测器理论、自适应控制理论和滑模控制理论,构造了具体通信拓扑切换机制的分布式控制协议,并利用Lyapunov理论证明了僚机采用该协议能够实现拒止环境下基于“忠诚僚机”的护航策略。通过仿真模拟导弹来袭场景,验证了所提策略的有效性。
- 田磊赵启伦董希旺李清东吕金虎任章
- 关键词：滑模控制自适应控制
- 面向空地协同作战的无人机-无人车异构时变编队跟踪控制被引量：18
- 2019年
- 本文研究了无人机自主伴飞协同侦察技术中的异构集群系统空地协同时变编队跟踪控制问题,要求多无人机与无人车在形成期望时变编队构型的同时,实现对领导者参考轨迹的跟踪。首先,对无人机与无人车进行单体运动学与动力学建模,并引入代数图论概念,建立异构集群系统的协同控制模型。然后,引入虚拟领导者刻画编队整体的运动轨迹,并基于对虚拟领导者状态的分布式观测器,对各无人机-无人车构造分布式编队跟踪控制器。进一步分析异构集群系统实现时变编队跟踪的可行性条件,给出编队跟踪控制器中各参数的选取方法。最后,给出了一个仿真例子来验证所设计控制器的有效性。
- 周思全化永朝董希旺李清东任章
- 关键词：异构集群系统分布式控制跟踪控制
- 基于微分对策的拦截机动目标协同制导方法被引量：13
- 2020年
- 针对多导弹协同拦截机动目标的问题,提出了基于微分对策的协同制导方法.构建了二维空间内多导弹协同拦截机动目标的运动学模型.设计了考虑拦截约束、协同约束和能量约束的多导弹协同拦截机动目标的代价函数.通过构造哈密顿函数并且利用极小值原理得到了多导弹协同微分对策导引律.对协同微分对策导引律进行了仿真,仿真结果证明了协同导引律的有效性.
- 于江龙董希旺李清东吕金虎任章
- 关键词：协同制导
- 基于PLKF的异质传感器分布式协同探测方法
- 2022年
- 针对电子战环境下有源定位跟踪易暴露的缺点和同质传感器探测的局限性,提出了一种基于伪线性卡尔曼滤波(PLKF)的异质传感器分布式协同探测方法。该方法以PLKF作为滤波方法,采用雷达-红外传感器协同探测,并提出了相应的分布式融合算法,融合了传感器时空配准后的多维度测量信息,实现了对目标高精度、强隐蔽性的探测。通过仿真实验,证实了该方法的合理性,对比并分析了滤波算法和传感器模型对探测精度的影响。结果表明,该方法可构建一个有效的多传感器协同探测网络,满足强抗干扰能力、高精度的目标探测需求。
- 戚佳琳张政李清东董希旺蒋宏蒋宏任章于江龙化永朝
- 关键词：异质传感器分布式融合时空配准
