指令决策下的多UAV协同跟踪

针对多UAV在协同standoff跟踪目标过程中初始航向不收敛和UAV间实现相位协同时间较长的问题,首先在Lyapunov矢量场对UAV进行导引跟踪的基础上,利用UAV初始航向误差角指令设计了一种能满足任意初始航向收敛的方法,该方法可使UAV航向与矢量场的理想航向对齐,并确保在收敛过程中转弯速率不会超出约束范围。然后,在非对称持久性架构的基础上提出了一种速度指令控制的多UAV相位修正算法,该算法能够使UAV在跟踪目标初期就对相位进行修正,缩短了相位协同的时间。经过航向调整与相位修正后,多UAV实现了协同standoff跟踪,仿真结果验证了该设计方法的准确性与有效性。     

考虑UAV性能约束的变速度自主避障算法研究

动态不确定环境下,为有效地提升UAV执行任务的安全性和可靠性,在UAV自主避障过程中考虑了自身的性能约束条件.在速度障碍圆弧法的基础上,考虑UAV的法向和纵向加速度约束范围,研究了速度障碍圆弧随速度矢量变化的规律,提出了一种考虑UAV性能约束的变速度自主避障算法.该算法在考虑自身性能约束条件下,为实现UAV对威胁障碍的避碰提供了更大的避碰裕度.最后,对考虑UAV性能约束的变速度自主避障算法进行了验证,仿真结果证明了算法的有效性和可行性.     

无人机垂直突风风扰响应控制指令设计

针对无人机(UAV)在风场中进行飞行试验时其经济性与安全性不足的特点,提出了一种在试飞过程中通过嵌入式输入信号来激励UAV,使UAV产生能够模拟风扰的运动响应的方法。建立了基于PID控制方法的嵌入式指令设计方法,并以某型UAV为例,通过数值仿真,进行了模拟垂直突风的嵌入式指令设计。仿真结果表明,嵌入式指令可较好地模拟UAV的风扰响应,该方法对于UAV的飞行试验评定技术具有很好的参考价值。     

基于分布式模型预测控制的多UAV协同区域搜索

针对多无人机(UAV)协同区域搜索问题展开研究。提出了一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的多UAV分布式优化搜索方法。首先基于传统的搜索图模型,建立了多UAV协同搜索的问题描述和状态空间模型,然后在DMPC框架下,将集中式多UAV在线优化决策问题转化为各架UAV的小规模分布式优化问题,采用基于纳什最优和粒子群优化(PSO)相结合的算法实现对每个子系统优化问题的迭代求解。仿真结果表明:DMPC方法能够有效地降低多UAV协同搜索决策问题的求解规模,是一种可行的方法。     

三维动态势函数下编队UAV飞行算法研究

针对三维动态环境下编队无人机(UAV)的路径规划和队形保持问题,提出了基于改进三维动态势函数与约束动力学的编队UAV飞行算法。首先,建立了改进的动态三维人工势函数模型;针对编队UAV的队形保持和重组,通过引入拉格朗日乘子建立了含队形约束的编队UAV约束动力学方程组。仿真结果表明,所提算法在三维动态环境下可有效地进行编队UAV的路径规划、队形保持与重组。     

“攻击星”2025攻击无人机

由美国空军航空大学(AirUniversity)最新发表的一份研究报告表明,一种名为“攻击星”2025(Strikestar2025)的多用途无人机(UAV),可以完成攻击、侦察、电子战等多种任务。这种攻击型UAV是美国空军在未来一段时间内急需的航空装备。美国空军的研究人员正在考虑研究一种新的UAV系列,它可以把美国空军的作用及任务能力从简单的用UAV执行侦察任务,充分扩大到用UAV执行真实的、多方位的攻击任务范围,从而使各种新型军用飞机构成一支     

基于回访机制的无人机集群分布式协同区域搜索方法

为高效引导无人机（UAV）集群搜索未知任务区域内的动态目标，同时兼顾最大化覆盖搜索效能，提出一种回访机制驱动的UAV集群分布式协同搜索决策（RM-DCSD）算法。首先，基于栅格化方法构建了包含3种属性的综合态势信息图模型及其更新机理，为UAV进行实时在线搜索决策奠定基础；其次，以最大化搜索效率为优化目标，同时兼顾UAV的飞行安全与能耗代价，建立了UAV搜索效能函数，在此基础上，基于滚动优化思想进一步构建了UAV局部有限时域滚动优化模型；然后，综合考虑动目标的实际搜索需求以及传感器虚警和漏检情况，分别设计了信息素引导的回访机制与权系数动态切换引导的回访机制；接着，借鉴分布式模型预测控制思想，设计了基于信息融合的UAV集群分布式协同搜索决策机制，在确保集群分布式协同最优决策的基础上实现了对UAV成员态势信息图的解耦式更新，进一步增强了系统鲁棒性；最后，通过数值仿真实验对所提算法的有效性进行全面验证。仿真结果表明，RM-DCSD算法对动态未知搜索环境表现出良好的适应性，能够在引导UAV集群对未知区域进行最大化覆盖搜索的同时，通过回访机制驱动，有效兼顾对地面动目标的搜索需求。     

均等通信时滞下多UAV协同编队控制

多无人机(UAV)系统编队控制中,时滞是无法回避的问题,研究时滞对多UAV编队形成和系统稳定性的影响,具有重要理论价值。重点研究均等通信时滞下多UAV协同编队控制问题,并获得系统的稳定性条件。首先,设计具有均等通信时滞的协同编队控制律,得到多UAV编队系统的闭环时滞状态方程;在恒定均等时滞下,考虑到系统模型不确定性,基于线性矩阵不等式(LMI)理论得到系统的时滞依赖稳定性条件;最后,进行仿真实验,结果表明多UAV编队系统是稳定的,期望的编队队形能够形成并保持。     

基于AH/UAV编队协同侦察打击的作战效能研究

对AH/UAV协同作战任务进行了客观描述,建立了AH/UAV编队协同在指定威胁环境条件下对地面重要目标实施攻击的动态数学模型.通过仿真,分析了AH/UAV协同执行侦察打击任务的重要作战效能指标,并通过对比分析可知,AH/UAV协同作战能够显著提高攻击作战的任务成功率和对目标的击毁率,同时能够降低风险,提高自身安全.     

军用航空

法国新型无人机研制计划法国宇航·马特拉公司和萨吉姆集团目前正在积极推行扩大无人机问AV）产品研究的战略，以满足法国军方对UAV的迫切需求和希望通过UAV的出口获得更多的商业利益。为了进一步发展UAV研制业务，法国宇航·马特拉公司的UAV和训练系统分部最近已经与CAC系统公司结成了战略联盟。后者虽然只是一家仅有60名雇员的小型公司，但近年来在开发新型UAV方面大有作为并已经获得了重要的出口合同。目前CAC公司正在在美国研制的一种名为“指针”（pot．x－L＊－－xr）轻型UAV的基础上研制一种低成本的、可以从手上发射的电…     

共轴双桨涵道无人飞行器非定常气动特性

基于滑移网格技术和SST(shear stress transport) k -ω湍流模型,建立了模拟共轴双桨涵道无人飞行器(UAV)流场的CFD(计算流体动力学)数值方法,并通过计算风洞实验算例验证其有效性。数值模拟了共轴双桨涵道UAV在飞行过程中的动态流场,分析了涵道、飞行速度、螺旋桨转速、攻角等因素对其非定常气动特性的影响规律。计算结果表明:所建立的CFD数值计算方法适于模拟共轴双桨涵道UAV动态流场;涵道的存在显著削弱涵道螺旋桨的桨尖涡、后缘脱体涡和尾流收缩,具有较弱的桨-涡干扰和涡-涡干扰现象,明显减小共轴双桨涵道UAV的需用功率;随前飞速度增大,共轴双桨涵道UAV的升力和阻力同时增大;随螺旋桨转速增大,共轴双桨涵道UAV升力增大,而阻力减小;随攻角增大,共轴双桨涵道UAV的阻力增大,而升力先增大后减小。      

UAV的电磁起降技术

Electro－MagneticTake－off／LandingTechnologyofUAU电磁起降装置能克服在小型起降场地上UAV起降时所遇到的困难，能代替成本高、技术复杂，使用次数不多的机械式弹射器近年来发牛的局部战争和武装冲突越来明显地表明，在未来愈加现代化的高技术战争中，无人机（UAV）能够适应非常广泛的作战任务。然而事实上，到目前为止世界卜还没有那个国家的军队有大量使用无人机的先例。这主要是由丁一些关于UAV研制设计和使用上的技术难点尚有待攻破。这包括：在空中充满各种飞行器的情况下，UAV的飞行控制是非常复杂的问题；UAV多次使用…     

基于改进RPG方法的MUAVs协同目标跟踪

多无人机(MUAVs)协同Standoff目标跟踪制导律由保持距离的横侧向制导律和保持相对相位角的纵向制导律组成。无人机(UAV)进行Standoff目标跟踪的横侧向制导律采用参考点制导(RPG)方法。针对UAV在基于RPG方法的制导律下存在参考视线与相对速度方向夹角需要保持为锐角、转弯速率在UAV运动方向远离目标情况下太小的不足,提出了改进RPG方法。设计了基于改进RPG方法的MUAVs协同Standoff目标跟踪横侧向制导律和纵向制导律,分析了制导律的稳定性和收敛性,并验证了改进方法的可行性。采用原始RPG方法和改进RPG方法对UAV分别跟踪静止目标和跟踪运动目标进行仿真的结果表明,UAV处于任意初始位置及飞行方向都能快速进入到期望飞行轨迹,应用改进RPG方法可使UAV围绕目标顺时针飞行或者逆时针飞行,验证了改进RPG方法比原始RPG方法的效率更高。     

面向协同standoff跟踪问题的无人机制导律

针对多无人机（UAV）协同standoff跟踪问题,提出了UAV的横侧向和纵向制导律。对参考点制导（RPG）进行改进,作为UAV的横侧向制导律。然后,采用一组非线性微分方程对UAV和目标相对距离的调节过程进行建模,在此基础上证明了改进RPG的渐近稳定性,并推导了RPG参数与系统性能的关系,为RPG参数的选取提供了依据。最后,给出了UAV的纵向制导律,并分析了其渐近稳定性。仿真结果表明,改进RPG的跟踪误差和时间乘以误差绝对值积分（ITAE）指标均优于Lyapunov向量场制导（LVFG）和模型预测控制（MPC）,故改进RPG具有更快的响应速度和更高的稳态精度。     

多UAV路径跟踪协同编队机动指令决策算法

针对多UAV在空间路径跟踪下的协同编队控制问题,设计了一种机动指令决策算法。对单架UAV的路径跟踪引入视距导航算法并进行改进,得到航迹方位角和航迹倾斜角的参考指令;对于多UAV协同编队控制,应用图论知识得到空速大小的参考指令;依据参考指令,通过函数解析与数值编程相结合的方法计算出机动指令。仿真结果表明,该算法能够有效控制多UAV从任意初始状态进行预期的路径跟踪协同编队飞行。     

用Hopfield神经网络与模拟退火算法求解UAV航路规划问题

分别用Hopfield神经网络与模拟退火算法求解UAV航路规划问题,并且对所求得结果进行了简单比较,结果表明模拟退火算法比Hopfield神经网络求解UAV航路规划问题效率更高。     

多植保无人机协同路径规划

为实现多植保无人机（UAVs）协同作业，并提高作业效率，提出了一种基于改进粒子群优化（PSO）的多植保无人机协同路径规划算法。根据作业区域的形状面积和植保UAV的作业参数划分各架UAV作业区域，采用栅格法生成各区域全覆盖作业航线。以各架植保UAV各架次植保作业距离为算法寻优变量，在确保各架UAV补给时间满足间隔分布约束条件下，综合考虑补给总次数、返航补给总时间、总耗时和最小补给时间间隔4项因素，并构成目标函数，通过采用改进PSO算法，实现了对各UAV返航顺序和返航点位置的寻优。仿真分析结果表明，相较于最大作业距离规划和最小返航距离规划，本文提出的规划算法表现出了较优的性能和较好的作业区域适应性，证实了其有效性和实用性。     

美海军即将出台战术无人机技术要求

今年5月以来,由于海军原计划与美陆军共同进行的“警卫”固定翼UAV在飞行试验中出现了部分技术问题,海军随之对是否继续该计划提出疑议,并且由于国会对海军UAV计划的新投资,使之把兴趣转向可能用一种短距垂直起落(VTOL)的UAV方案,而不是把“警卫”作为代替原海军“先锋”UAV的候选机种,并打算对包括贝尔公司提出的“鹰眼”、庞巴迪公司的CL—327和SAIC公司的“维吉兰塔”(Vigilante)在内的几种VTOL无人机进行飞行验证和在近期内作出是继续与Alliant系统技术公司进行“警卫”(Outrider)UAV飞行试验计划,还是转向一种VTOL战术无人机方     

通信和测量受限条件下异构多UAV分布式协同目标跟踪方法

研究了通信和测量受限的异构多无人机(UAV)网络化分布式协同目标观测与跟踪问题.该分布式UAV系统采用长机一僚机异构型网络结构,以实现在电子静默和战术隐身条件下扩大探测和打击纵深.提出改进的一致性信息滤波(ICF)算法,实现通信和测量范围内各UAV节点的分布式信息融合.由于一致性算法的收敛性与网络拓扑结构的连通性密切相...     

大型固定翼无人机融合飞行预定航迹线保护区探究

为解决大型固定翼无人机（large fixed wing unmanned aerial vehicle,LFW UAV）在联合空域与民航客机开展融合飞行的安全风险评估问题,建立LFW UAV飞行安全风险与安全间隔量化计算办法,构建预定航迹线保护区划设方案。研究结果表明：LFW UAV 4D航迹预测模型具有较高精准性,飞行冲突模板符合导航与安全风险等行业参考值建议,安全间隔量化结果可为低空高密度空域规划提供支撑,研究成果可促进智慧低空发展和智能物流技术创新。