基于虚拟领弹-从弹的集群分布式协同制导技术研究

本文讨论了多导弹集群分布式协同制导的问题并设计了一种基于虚拟领弹-从弹架构的制导律用于满足攻击时间约束的要求.该分布式协同制导律是一种由基础制导指令和攻击时间误差反馈项组成的复合制导律.对于仅考虑终端攻击时间约束的场景,基础制导律为传统的纯比例导引;若同时考虑终端落角和攻击时间约束,基础制导律为基于剩余飞行时间加权的最优落角约束制导律.通过理论分析,本文证明了所设计的分布式协同制导律能够使得所有导弹的攻击时间误差在目标命中时刻严格收敛于零.对于不考虑/考虑终端角度的场景进行仿真,验证了所提出制导律的有效性.     

基于拟态物理法的无人机集群与重构控制

基于拟态物理(artificial physics)法研究多无人机系统的集群构型生成及重构控制问题.在改进传统的拟态物理法基础上定义新的引力和斥力,使质点模型多无人机系统能够生成均匀分布的标准构型,并借助LaSalle不变集理论分析了集群控制律的稳定性;在此基础上,进一步讨论了序号无关的集群构型局部极值的改进策略.探索了一般性集群构型和标准构型之间的可逆且唯一的双射变换,利用双射变换提出了一般性集群构型生成的集群控制算法,并进而讨论了集群队形的收缩与扩张、集群构型切换和集群避障等集群重构问题.为验证提出的质点模型集群构型生成和重构算法,论文基于ROS(机器人操作系统)及Gazebo仿真器构建了多四旋翼无人机的协同仿真平台,分析验证了构型生成和重构算法的有效性.最后,将设计的基于拟态物理法的集群控制律扩展到多固定翼无人机系统,并搭建了基于X-Plane飞行模拟器和无人机自驾仪的多无人机协同控制半实物仿真环境,验证集群构型生成控制律的有效性.     

考虑未知输入的异构集群系统群体智能合围跟踪控制

集群系统合围跟踪控制是群体智能涌现在运动控制层面的实现途径之一,在智能化战争时代具有广阔的应用前景.本文面向未来空地群体智能作战中护卫任务的应用需求,聚焦军品押送、重要人物护送等典型任务场景,研究了异构集群系统考虑领导者具有未知输入的分布式编队-合围跟踪控制问题,以实现复杂环境下空地协同智能作战.首先引入代数图论知识,建立具有未知输入的异构集群系统模型,提出了一种编队构型生成系统.之后结合自适应控制律,利用邻居局部信息交互设计了基于边的分布式编队-合围跟踪控制器,并证明了闭环系统的稳定性.此外,对异构集群系统涌现出的更复杂的群体智能特征进行了分析与总结.最后,通过数值仿真验证了本文所提出的方法能够实现预期的编队-合围跟踪控制,并建立了实物等效验证系统,对控制方法的有效性进行了验证,为实际情况下大规模空地协同智能作战提供了有力的理论支撑.     

软硬件混成系统与协同设计介绍

软硬件混成系统或嵌入式系统是用信息化带动工业化的关键技术,在各领域有着巨大应用需求。传统的计算机系统软、硬件各自开发的模式使得目标系统的资源优化不够,可靠性、安全性和实时性难以保障,开发周期和成本也受到很大的影响。在何积丰与Hoare C．A,R的统一程序设计理论基础上提出的软硬件混成系统与软硬件协同设计技术,针对上述问题给出了良好的解决途径。本文在回顾他们的关键工作后,描述了软硬件协同设计的关键技术和主要内容。接着介绍具有自主知识产权的“海神”软硬件协同设计平台：在获得用户需求规范后,设计开发者只需根据需求规范用高级语言实现需求阶段所提出的功能,分解器会将其自动分解为软件子系统和硬件子系统的描写并综合。从而提供了一种开发嵌入式系统的良好工具。     

时变有向网络下仿射多个体系统的状态一致性

本文探讨时变网络下多个体系统的状态一致性,研究了平稳离散时变有向网络下仿射多个体协同系统趋于状态一致的充分必要条件.由于线性多个体系统是仿射多个体系统的特例、非时变网络是平稳离散时变网络的特例、无向网络(对称网络)是有向网络的特例,因此本文的结论涵盖了此前有关一阶多个体协同系统状态一致性的主要理论结果.     

面向协同应用的编程语言Cova

Cova是面向集成性协同应用而设计的一种新型语言. 它提供了一套完整的描述协同系统控制部分及计算部分的设施,并以此为基础通过其运行时系统提供协作过程不同阶段所需的协同计算服务,从而为不同模式协同应用系统的开发提供一个统一的平台. 详细讨论了Cova的语言特性及其运行时系统,并给出了有关结论及进一步工作.     

一类高阶随机非线性系统的鲁棒干扰抑制问题研究

本文研究了具有不确定结构的随机高阶下三角系统鲁棒控制问题,对这类问题采用幂积分器的方法结合积分反推的思想给出一个光滑控制器使得系统的解最终趋向于原点附近任意小的邻域,并对具有外部干扰时设计了一个光滑控制律实现鲁棒干扰抑制。     

基于对象的协同计算模型

提出了一个支持ＣＳＣＷ系统构造的协同计算模型，它将一个协同系统分为若干层次，每一层由相关构件对象组成，通过对象链接机制，连接多用户的相关对象，实现了应用独立的多层次协同。模型使系统获得了细粒度的协同感知和结构化的协同关系，提高了协同效率，方便了协同系统的开发。     

上海嵌入式系统研究所

上海嵌入式系统研究所是经上海市人民政府批准的一家适应现代信息技术发展和市场经济要求的专业研究机构。研究所联合华东师范大学软件学院、联合国大学国际软件技术研究所等机构，以软硬件协同设计和高可信软件为核心技术方向。已研发具有完全自主知识产权的“‘海神’嵌入式系统开发平台”。     

区间时变时滞离散广义系统的稳定与镇定

研究了一类区间时变时滞离散广义系统的稳定与镇定问题。利用一个新构造的Lyapunov泛函和线性矩阵不等式方法,给出了使得系统正则、因果且稳定的时滞相关型稳定性新判据,并在其基础上得到了系统状态反馈镇定控制律的一个直接的设计方法。在讨论过程中,充分考虑了系统时变时滞信息,且保留了Lyapunov泛函导数中的有用项,使得结果具有较小保守性。数值实例表明了方法的有效性和优越性。     

基于特征模型的再入飞行器自适应制导律设计

文中针对航天飞机类再入飞行器对参考阻力加速度曲线的跟踪问题，设计了基于特征模型的自适应制导律．首先将线性定常系统的特征建模方法推广到单输入单输出线性时变系统，从而建立了再入飞行器的特征模型，然后对特征模型提出一种新的非线性微分黄金分割自适应控制律．当特征模型的系数属于有界闭凸集，且系数的变化速率满足一定约束条件时，文中证明了非线性微分黄金分割自适应控制系统是一致渐近稳定的．在特征模型的基础上，通过结合使用跟踪控制律、非线性微分黄金分割控制律和改进的逻辑积分控制律，设计了再入飞行器基于特征模型的自适应制导律．它克服了反馈线性化方法要求精确获得对象模型的缺点．仿真结果表明，文中设计的自适应制导律对参考阻力加速度曲线的跟踪性能明显优于反馈线性化方法．     

多能互补系统国际发展态势分析

多能互补系统通过多种能源之间的相互补充和梯级利用以提升能源系统的综合利用效率,具有缓解能源供需矛盾,实现新型低碳、高效能源系统构建,多能协同利用等优点,世界主要国家均给予高度关注,纷纷制定多能互补能源发展战略,并开展了相关技术研发和试点项目。本文从国际相关的多能互补系统战略布局、项目部署、关键前沿技术进展等几个方面对多能互补能源系统国际发展态势进行分析,并从专利计量的角度深入分析国内外分布式能源技术专利申请趋势、地区分布、研究热点、主要专利权人等信息,进而提出中国多能互补能源系统未来发展对策建议。     

欠驱动三连杆机器人的混杂控制方法

针对第二关节为被动关节的欠驱动三连杆机器人,提出一种混杂控制方法．欠驱动三连杆机器人的运动空间分为3个阶段：退化阶段、摇起阶段和平衡阶段．首先,在退化阶段,对第三关节构造Lyapunov函数,并针对此函数设计控制律使其连杆相对于前一连杆自然伸展,使系统退化为类Pendubot机器人;同时基于能量不断增加的思想设计第一关节控制律,以节省后阶段的能量控制时间．其次,在摇起阶段,保持第三关节控制律形式不变;通过仅控制系统能量和同时控制系统能量、角速度两种方法设计第一关节控制律,使系统进入平衡区．最后,对退化后的系统采用线性控制将其稳定在竖直向上不稳定平衡点上．数值仿真结果表明文中所提方法具有控制时间短,所需力矩小等优点．     

面向未来互联网的智慧制造研究现状与展望

现代集成制造已成为融合社会、经济、人文等方面在内的复杂大系统,而社会系统、信息系统、物理系统融合是当今制造业的发展趋势.智慧制造作为未来互联网的四大支柱或"四网"(人际网、物联网、务联网、内容/知识网)与先进制造技术融合而成的一种人机物协同的智能制造新模式——社会-信息-物理-生产系统受到广泛关注,因而很有必要对如此新...     

空中/地面机器人异构协同技术研究:现状和展望

多空中/地面机器人异构协同是一个新的前沿性技术领域,该技术可拓宽空中机器人和地面机器人的应用范围,提高其侦察、搜救及执行其它任务的效率.本文对空中/地面机器人的异构协同技术中的群集运动、编队控制、编队控制稳定性分析、网络控制、实际应用等核心问题进行了系统综述,并分析空中/地面机器人异构协同技术的未来发展趋势.     

基于拉格朗日系统中约束力思想的编队卫星构形非线性控制方法

借鉴经典动力学中约束力的思想,提出了一种编队卫星构形精确保持的非线性控制方法．该方法首先将非线性和摄动条件下编队卫星构形保持问题转换为带有完整约束的拉格朗日动力学系统,然后将问题转换为一组微分代数方程,通过求解微分代数方程,确定编队卫星构形保持的非线性控制律．由于借鉴了约束力的思想,该方法自然地利用了编队卫星动力学系统的力学特性,具有节省能量和高精度的特点．通过对线性和非线性条件下空间圆编队卫星构形保持问题的仿真,验证了提出的非线性控制方法的这些特性．     

基于任务的多Agent系统Rough集模型

本文在Rough集框架内建立基于任务的多Agent系统（MAS）形式模型，讨论了任务求解的条件和任务的协同度。在求解基于任务极小MAS的基础上，对Agent进行了基本分类，为Agent的角色划定和责任分配提供依据，同时研究了成员Agent的重要度。     

约束切换非线性系统给出初始稳定区域的预测控制设计

有约束切换非线性系统的稳定控制是一个重要的研究问题．通常的预测控制方法可以很好的处理约束问题并使得系统稳定,但一般首先假设其中的优化问题初始可行,而对于初始稳定区域并没有具体的描述．本文针对一类输入变量受约束且状态不可测的非线性切换系统,提出了一种混合非线性预测控制方案．其主要思想是：利用李亚普诺夫函数和状态观测器,设计在预测控制器和有界反馈控制器之间适当切换的混杂控制器,以得到初始稳定区域的描述并使得子系统闭环稳定;对整个切换系统,基于状态估计,设计在各组件间平稳切换的切换律,以保证整个闭环系统的渐近稳定性．最后通过对一个化工过程实例进行仿真,验证了本文所提控制器的有效性．     

分布式企业协同分销子公司影响因素模糊聚类分析

针对分布式企业协同分销子公司管理效率低,系统决策效率提升困难等问题,搭建了立体协同分销网模型.在深入分析了其特征的基础上,将其影响因素归纳为了市场营销、人力资源等5个一级指标,并分解为市场开拓、财务管理等30个二级指标.构建了协同分销子公司影响因素的模糊聚类分析(FCA)模型,并提出了检验该模型有效性的方法,从而大大提高了协同分销系统的管理和决策效率.最后,通过实际工程案例,验证了该模型和算法的有效性.     

考虑有界干扰和输入饱和的航天器姿态抗退绕机动控制

本文研究了有界干扰和输入饱和约束下的航天器姿态机动控制问题.首先利用李雅普诺夫稳定性理论,设计了一种抗输入饱和的时变滑模控制算法来求解无干扰下的输入饱和控制问题.然后通过对时变滑模控制律和时不变滑模控制律进行切换,有效利用两者各自的抗饱和和抗干扰优势,使基于切换机制的控制律同时具有如下特点：1）满足输入饱和约束;2）对有界干扰具有鲁棒性.针对四元数双值性导致的系统退绕（unwinding）问题,通过对两种常见姿态偏差向量进行分析,并结合他们各自的优势,设计了一种姿态偏差向量.最后利用该姿态偏差向量改进了基于四元数的控制律,使得控制律还具有抗退绕的优点.多种情况的对比仿真结果显示本文所提出的算法是可行和有效的.