多无人机协同编队控制研究现状及进展

目前,多无人机编队是未来战场的主流趋势已成为普遍共识.各国投入了大量资源进行相关理论和技术研究与开发,传感器技术、智能控制技术、信息融合技术以及无线通信技术都获得了较大的进步与发展,无人机技术日臻成熟.回顾无人机的发展历史,概述了国内外无人机集群的重点项目,多无人机编队的关键技术;阐述了编队控制体系与结构,从任务规划与...     

无人机鲁棒反推自适应编队导引控制设计

针对一般不确定系统研究了一种鲁棒反推自适应控制方法,采用自适应神经网络对未建模动态进行补偿,并利用Lyapunov 理论证明了跟踪误差的有界性. 分析了长机–僚机编队方式下的无人机编队导引控制策略,采用鲁棒反推自适应控制与动态逆方法对无人机编队飞行综合导引控制律进行设计. 进行了六自由度非线性仿真,表明所设计的编队导引控制器能使僚机对不确定机动的长机进行跟踪,并具有很好的鲁棒性.     

多信道协同合作需求感知MAC协议

车辆自组织网络中的应用可以分为安全性和非安全性两种.安全性应用主要处理紧急路况等问题,对通信的时延和可靠性有严格要求.为此,提出一种基于多信道协同合作的需求感知介质访问控制协议,该协议由路边单元广播安全询问数据包以提前预约控制时隙,实现车辆节点无碰撞地发送紧急信息的目的,并根据安全数据的需求量动态划分控制时隙和服务时隙,促使每一个节点都能通过路边单元动态调度的方式按序广播安全信息,降低了分组碰撞的概率.仿真结果表明,所提出的介质访问控协议与传统的IEEE 802.11p协议相比,能够提高网络吞吐量,降低端到端的传输时延.     

测控信号随机时延对迭代学习控制系统的影响

测控信号通过无线网络传输受到的随机时延严重影响迭代学习控制系统的收敛性能. 在一步随机时延模型的基础上,得到包含随机时延影响因子的系统转移矩阵,然后分别针对测控信号发生时延的情况,研究转移矩阵内决定系统收敛速度的特征值,以及决定系统鲁棒收敛性的下三角内其他元素取值的变化情况. 由分析可知,测控信号随机时延不仅会降低系统的收敛速度,而且会影响系统的鲁棒收敛性. 尤其是控制信号随机时延,它对系统鲁棒收敛性的影响明显强于测量信号随机时延的影响. 仿真实验表明了分析结论的正确性.     

基于虚拟结构的分布式编队控制方法

提出一种用于编队机动运动控制的分布式编队控制方法。以虚拟结构为框架,在编队控制算法里加入队形反馈,邻近的分散编队控制器之间进行通信和协调,使得编队控制器既能控制编队机动运动速度,又能在编队机动过程中较好地维持队形。证明了该编队控制方法的收敛性。对有控制输入饱和约束的机器人组成的编队进行仿真,验证了该方法的有效性。     

基于鲁棒时变卡尔曼滤波估计的无人机视觉编队

针对一般多输入多输出不确定系统,提出一种基于鲁棒时变卡尔曼滤波的估计算法. 该方法将时变卡尔曼滤波与自适应神经网络相结合,利用自适应神经网络克服外界非线性不确定因素,采用两个误差信号对其进行训练以提高估计精度,并对估计误差有界性进行证明. 将该方法用于无人机视觉编队视线信息的状态估计,仿真结果表明该算法能够很好地估计不确定机动长机的加速度,实现了僚机对长机的有效跟踪.     

分布式数据交换平台在电子政务中设计与实现

为了解决当前电子政务系统中部门之间的资源共享和电子政务建设纵深发展的"瓶颈"问题,文中提出了一种在分布式网络环境下的数据交换平台.平台利用统一的消息服务来控制数据交换过程中复杂的控制信息交互,利用统一的管理机制和技术标准来解决数据交换过程中各种数据的传输;采用基于面向服务的架构设计模式、XML技术和消息中间件通讯原理,对多数据库交换产品及实现中需要解决的问题进行分析,搭建了一个分布式数据交换平台,充分体现了在跨平台应用中的优势,具有较强的实用性和通用性.实现了一个个高度自治、安全、便于管理的数据集成应用.     

基于投影奖励机制的多机器人协同编队与避障

要：针对多机器人协同编队任务中过度中心化、系统鲁棒性低、编队稳定性较差等问题,提出了基于投影奖励机制的多机器人协同编队与避障（projected reward for multi-robot formation and obstacle avoidance, PRMFO）模型,实现了多机器人基于统一状态表征方法的去中心化决策过程。设计了一种多机器人统一状态表征方法,实现了机器人与外界环境交互信息处理的一致性;基于统一状态表征设计了基于投影的奖励机制,从距离和方向两个维度将奖励过程矢量化,丰富机器人的决策依据;为了解决多机器人系统中过度中心化问题,设置了自主决策层,融合统一状态表征与投影奖励机制的软演员评论家（soft actor-critic, SAC）算法,实现了多机器人协同编队与避障任务。在机器人操作系统（robot operating system,ROS）环境下进行仿真实验,实验数据表明PRMFO模型在单机器人平均回报值、成功率以及时间等指标上分别提高42%、8%、9%,基于PRMFO模型的多机器人编队误差控制在0～0.06范围内,实现了较高精度的多机器人编队。     

舰载数据通信设备性能测试中的信息处理技术研究

舰艇编队在执行训练或作战任务时,需通过数据通信设备传输大量战术信息。为了对舰艇数据通信设备的信息传输能力进行评估,需要对每个舰艇平台数据通信设备进行信息采集,完成信源、信宿的信息匹配,再进行信息比对,从而统计相关评估指标。本文介绍了试验信息处理中的主要数据处理方法。     

一种与路由结合的802.16多跳双向认证SA管理机制

先提出了一种更为强健高效的PMP双向SA(安全关联)认证机制,只在首次认证时传递证书,降低了网络传输开销.随后提出了一种和次优路由结合的mesh多跳双向认证SA管理机制.与原有机制相比,这两种机制是前向安全的,对中间节点的攻击具有强安全性,同时,mesh多跳双向认证SA管理机制在按需路由建立前使用次优路由传递管理信息可减少服务流建立时延.     

EPS服务质量决策机制研究

目前,移动网络运营商具备提供多样化移动通信服务的能力。在此背景下,要改进LTE网络服务质量决策机制,提高移动通信的服务质量,优化用户体验。本文概述了服务驱动下的PCC决策运行机制,通过研究EPS服务质量控制模块间的交互机制,重点分析PCRF和DPI的交互能力。同时,研究PCRF与无线资源调度器的交互,分析出PCRF与无线资源调度器的间接交互机制是影响QoS控制时延的重要原因。     

卫星编队飞行的神经网络滑模控制

该文推导卫星编队飞行的一般相对运动动力学模型,研究将指数趋近律滑模控制与神经网络控制相结合的卫 星编队飞行控制方法,设计一种径向基神经网络参数调节器. 实时调节指数趋近律的参数,从而取得滑动面的趋近速度 和燃料消耗的最优平衡. 采用指数趋近律滑模控制法,用饱和函数代替可能产生高频切换信号的开关函数,有效地削弱 了滑模控制的抖动. 二阶滑模控制结构保证了卫星编队的高精度控制. 仿真结果表明了这一控制方法的有效性.     

区域化的DSR路由协议改进算法

为了提高DSR传输性能,研究其工作原理,找出其不足点,如分组包头开销大,反应式的路由发现时延较长,没有实现多路径搜索等.通过引入区域路由的概念,减少包头路由路径,并对DSR协议进行改进和扩充,使一次路由发现多路径,实现负载均衡,最终路由协议开销率和传输时延得到改善.     

医用局域有线呼叫系统的硬件设计

医院经常由于医患之间的处置不及时产生纠纷.为了解决这个问题,设计了一个以单片机为控制核心,结合RS-485总线技术的病房呼叫系统.系统由单片机控制继电器的通断,选择某一分机,使语音信号在通过1062A 在主机和该分机之间传输.系统应用RS-485半双工串行通信协议,可以实现远距离的信息传输,采用12864液晶显示器可以动态显示病房号、病床号,利用DS1302时钟芯片实现万年历功能,采用24C02芯片存储系统的常用设置数据.     

基于大气阻力的微小卫星编队控制

以传统卫星编队及姿态控制方案为基础,提出一种基于大气阻力的微小卫星编队飞行控制方案,给出相应的系统配置和姿态轨道控制律. 该方案采用4 块气动板对卫星姿态及队形进行控制,提高了功能密度,显著减小了系统复杂性. 采用气动板使卫星编队飞行任务摆脱卫星燃料载量的限制,延长了卫星的生命周期,在应用中具有优势. 仿真实验验证了基于大气阻力的卫星控制方案的有效性.     

基于滑模的自主空中加油会合跟踪制导与控制

根据无人机与加油机的目标视线及无人机飞行速度之间的关系,建立了满足追踪会合要求的滑模控制面,设计了一种满足空中加油会合要求的制导律,生成了受油机侧向与法向期望过载.根据运动学关系,采用动态逆方法将期望过载转化为期望的角速率,设计了满足协调转弯的滚转角指令.内回路采用动态逆实现了角速率的跟踪控制.根据无人机与加油机相对位置与速度设计了满足会合要求的前飞速度指令.最后以无人机自主跟踪加油机实现会合为例进行了仿真.结果表明,该系统能够引导无人机与加油机的会合,具有良好的动态性能.     

火星探测无人机建模与切换控制

火星无人机是未来深空探测的发展方向之一. 该文针对火星探测无人机建模与切换控制进行研究,概述火星探测无人机的运行过程,建立火星探测无人机的数学模型,分析带伞飞行和无伞飞行的稳态性能,设计姿态和高度控制系统,实现火星探测无人机的切换控制. 仿真研究表明所建模型稳定可行,所提切换控制方法能保证切换过程的安全性和稳定性.     

无线Mesh网络延迟及丢包控制机制研究

在无线Mesh网络中,无线信道的干扰及时延敏感业务过度占用资源等原因均导致了TCP性能的下降.针对该问题,该文建立了数据一跳传输延迟分布以及TCP丢包控制的联合模型.该文先以理论推导及较低的运算代价估算出数据的一跳传输在网络各层的延迟,并分析了无线网络的丢包特征,最后,结合无线网络延迟分布及无线丢包特征,指出了传输层对不同丢包所做的控制方式,并通过仿真实验证明本文控制方式可有效降低丢包率.     

网络控制系统的自适应预测控制

针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法. 利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应预测控制. 仿真结果表明,该方法对网络随机时延有很好的补偿效果,可明显改善系统输出性能,保证控制的稳定性与快速性.     

基于多径路由的无线Mesh网可靠性评估

为了有效评估无线Mesh网络的可靠性,提出一种基于多径路由的网络可靠性评估方法. 研究无线Mesh网络的高移动性和链路失效率,以及多径路由附带的多径衰减对网络可靠性的影响. 实验表明,在无线Mesh网络中利用多径路由比分解路径的网络可靠性高,链路生命周期比传输流量的生命周期短,这对于降低端到端时延和提高整个网络的可靠性有重要意义.