基于模型预测控制的无人机编队自主重构研究

当编队任务变化或环境变化时,编队需要进行重构。研究了无人机编队的通信拓扑、任务拓扑和控制体系结构,分析了编队重构任务耦合、碰撞避免和动态拓扑的特点,对无人机编队重构问题建立了数学模型,提出使用模型预测控制方法对无人机编队重构这一受约束优化问题进行解算。仿真结果表明,基于模型预测控制的编队重构控制能够很好的解决任务耦合、动态环境和碰撞避免的问题。

无人机编队仿真二维态势显示的关键技术研究

二维态势显示子系统是无人机编队仿真系统的独立节点,分析了组件式GIS开发的特点和不足,从操作系统API层设计了具有GIS特性的二维态势显示子系统,实现了数字地图生成/编辑/缩放、鹰眼浏览、想定注入等功能,对数字高程模型数据进行了预处理和二维可视化;使用改进的双缓存方案解决了运动实体闪烁的问题;网络通信基于HLA/RTI实现,但对于态势信息等数据量大且交互频率低的数据,采用XML文件交互。仿真结果表明,和组件式开发相比,系统具有很好的灵活性和运行效率。

无人机编队的滚动时域控制

滚动时域控制(RHC)具有状态约束和输入约束处理、综合多控制目标、适应条件变化等特点,在编队控制领域渐受关注。无人机编队控制涉及队形描述、气动耦合、位置关系描述、控制算法等问题,针对目前应用范围较广的长机-僚机描述的松散编队控制,提出基于二次规划描述的RHC编队控制方法,设计了基于标准RHC的编队控制器。在此基础上,结合不变集理论设计了双模RHC编队控制器,分析了其应用局限性及对控制器参数设计的指导意义。仿真实验验证了控制律的有效性,并分析了控制器参数对闭环性能的影响。

面向实兵交战训练的时间统一技术研究

实兵交战训练是以参训装备为基础平台,模拟武器攻击、命中毁伤过程的实战化军事训练,其本质是多平台分布式实时仿真,时间统一是其首要基础。针对实兵交战训练时间统一需求,充分考虑训练运行流程、信息传输情况,以及参训平台时间基础,开展时间统一技术研究;主要从参训平台时间同步与训练信息时间对齐2个层面进行时间统一设计,并周期进行时间一致性校验以增强鲁棒性,从而形成实兵交战训练应用层时间统一技术方案,高可靠满足实兵交战训练全流程时间统一需求。

基于模型的航电系统研发方法研究

为满足航电系统的结构越来越复杂、系统综合化程度越来越高的需要,提出了基于模型的航电系统研发方法。详细介绍了自顶向下的模型化系统设计、自动化系统的实现以及基于模型的系统仿真和测试方法。通过实际项目的应用和验证,基于模型的航电系统研发方法能够有效地加快设计迭代速度,减轻人工编写代码的工作量,提升研发团队的协同开发能力。

基于标准构件的航电系统设计方法

针对传统的基于文档的瀑布式研发方法难以适应用户需求的变化,缺少反馈,迭代周期长,文档和代码维护工作量大等缺点,本文以基于模型的V模式研发方法为基础,提出了基于标准构件的航电系统设计方法,对构件设计、管理和使用方法进行了研究。通过实际项目的应用验证,基于标准构件的航电系统设计方法可以提高系统分析设计的质量,缩短项目研制周期,减轻研发人员的工作量,增强了系统的可重用性、可维护性以及可扩展性。