基于动态一致性联盟算法的异构无人机集群协同作战联盟组建

动态未知乃至对抗条件下的异构无人机集群协同作战联盟组建是无人机集群实际作战运用的重要一环。构建以动态一致性联盟算法(Dynamic Consensus-based Grouping Algorithm,DCBGA)为核心的无人机集群决策控制流程框架。为无人机集群设计通信受限条件的通信组网模型,并引入动态自适应机制,以有效应对高动态任务场景;基于“作战环”理论,对网络架构下的异构单元非线性作战效能聚合效果进行描述,并纳入全局效益函数,牵引异构无人机协同作战联盟组建;将联盟组建过程划分为目标选择、一致性和信息与状态更新三个阶段,采用动态一致性联盟算法支撑无人机集群自下而上完成各阶段的信息决策控制。仿真结果表明,新构建的算法体系可以有效推动异构无人机集群实现作战联盟组建,完成协同打击作战任务,具有较好的动态适应性及规模扩展性,在对抗环境下展现出良好的韧性。

MAGIC CARPET着舰的舰尾流抑制

研究了魔毯(MAGIC CARPET)着舰的舰尾流抑制方法,分析了魔毯着舰的FPAH和DP两个控制模态,以及常规着舰的姿态和Hdot两个控制模态,参照魔毯试飞情况进行下滑着舰实验,在松杆(无杆指令)状态下输入舰尾流,考察以上4种控制模态的舰尾流抑制情况。从信号流图和时域上分析了实验现象结论的内在机理。最后得出了舰尾流抑制能力从高到低的排序。

有人/无人机编队队形集结控制研究

针对有人/无人机(manned/unmanned aerial vehicle,MAV/UAV)编队队形集结控制问题,设计了一种基于航迹规划-跟踪的MAV/UAV编队集结控制策略。首先,考虑编队队形集结边界约束与防碰撞约束条件,设计了一种基于Dubins曲线与协同模拟退火粒子群优化相结合的编队集结航迹规划算法。然后,以规划得到的集结航迹作为期望航迹,设计了一种双回路结构的非线性路径跟踪控制方法。最后,利用Matlab软件对设计的航迹规划与跟踪控制方法进行了仿真对比实验,仿真结果验证了方法的有效性和优越性。

有人/无人机协同作战运用研究现状与展望

有人/无人机协同是未来作战样式的重要发展方向,对于加快发挥无人机装备的作战价值,与有人机形成优势互补、协同高效的作战体系具有重要意义。首先,总结了近年来国内外在有人/无人机协同作战方面的重点研究项目进展;然后,阐明了有人/无人机协同作战的协同关系与指挥架构,并从规划控制的角度梳理了该领域涉及的关键技术(主要包括协同任务分配、协同航迹规划以及协同飞行控制);最后,对未来有人/无人机协同作战运用的研究发展方向进行了总结和展望。

基于改进蚁群算法的无人机2维航路规划

针对传统蚁群算法在无人机3维航路规划中存在搜索时间长、容易陷入局部最优解的问题,提出一种蚁群算法的改进策略。将固定翼无人机的性能约束条件作为待扩展节点是否可行的判断条件,减小计算量和算法搜索时间;对航路点的高度规划采用直接设定策略,将3维航路规划问题简化为2维航路规划问题,减小算法的复杂性;改进全局信息素更新规则和安全启发因子,解决了局部最优解和威胁源规避问题。仿真结果表明:改进蚁群算法与传统蚁群算法相比,能够有效规划出一条从起点到终点的飞行航路,具有更高的有效性和实用性。

基于PD控制算法与Isight系数优化的无人机轨迹跟踪

建立了无人机飞行动力学模型,设计了PD控制算法对无人机进行轨迹跟踪控制;基于Isight软件将多岛遗传算法和序列二次规划法相结合,对PD控制系数进行了优化调节,获得了较好的控制效果;对优化所得结果进行了仿真验证。仿真结果表明,PD控制算法可以较好地实现对无人机的轨迹跟踪控制,位置误差与速度误差最大值基本为0,组合优化方法可以提高参数寻优效果,可将代价函数减小2.9%。

基于目标特性的区域防空系统杀伤区研究

根据对敌防空压制背景下研究敌方区域防空系统杀伤区的现实需求,提出了一种基于目标特性的杀伤区推算方法。分析了制导作用距离、过载限制等因素对杀伤区各边界的影响,利用理论公式和弹道仿真等方法对上述影响进行定量计算,建立了基于目标特性的杀伤区推算模型。结合对敌防空压制作战背景,给出了敌方区域防空系统拦截我方不同类型导弹目标的杀伤区算例。分析表明,目标的高速特性和低可探测特性分别能够显著压缩防空系统杀伤区的低界和远界范围,为己方导弹的突防效能评估提供参考。

战斗机平尾翼面损伤对全机气动特性的影响分析

针对战斗机平尾翼面损伤后飞机的再平衡问题进行了研究。以某轻型战斗机为研究对象,利用Pointwise软件生成飞机无损状态和右侧平尾翼面外端损伤50%的表面网格,然后将网格导入ICEM CFD的Cart 3D模块绘制出用于计算的笛卡尔体网格。分析了典型飞行状态下无损飞机的全机气动特性,基于飞机运动方程得到了初始平飞状态为2°迎角和4°平尾偏角的气动特性和发动机所需推力。运用迭代分析法从理论上分析了右侧平尾翼面外端损伤50%时,维持飞机平飞所需迎角为1.9°,左右副翼偏角分别为1.2°和-1.2°,左平尾偏角为6.7°,方向舵偏角为-0.5°,发动机推力为18.256 3 kN。