体系对抗仿真系统中通信连通性建模方法研究

针对基于武器平台的体系对抗综合仿真系统中通信连通性功能的实际需求,给出了通信连通性模块的组成、功能及仿真流程,对其中的关键模型进行了分析研究,重点阐述了路径损耗计算和视野(FOV,Field Of View)判断模型。结合实例进行了仿真实验,仿真结果充分验证了模型和方法的有效性。通信连通性模块的研究开发为体系对抗仿真系统的实现奠定了基础,也可为电子信息系统及装备分析研究、研制与试验评估以及建模仿真等提供参考。

考虑通信连通性的输电线路巡检无人机群动态调度方法

为了提高输电线路巡检无人机群的动态调度能力,提出基于通信连通性的输电线路巡检无人机群动态调度方法。融合输电线路巡检无人机调度参数,构建通信信道均衡模型,采用网格分块区域规划方法进行无人机动态调度的参数寻优与路径规划。建立输电线路巡检无人机群飞行空间的三维空间规划模型,采用模糊状态寻优控制方法进行无人机群路径规划和调度的参数识别和路径寻优,构建输电线路巡检无人机群调度的通信连通性参数分析模型。通过自适应寻优算法,结合码间干扰抑制方法进行调度过程中的抗干扰设计和通信连通性设计,实现输电线路巡检无人机群智能调度。仿真结果表明,方法对输电线路巡检无人机群动态调度结果准确性较高,误码率最低为3.3%,抗干扰能力较强。

基于通信连通保持约束的多智能体覆盖控制

覆盖控制会根据环境信息,尽量分散智能体以达到较好的空间覆盖效果,实现对于任务区域的最优监视。在这一过程中,智能体之间的协同依赖于连通的通信网络。受限于智能体在复杂电磁环境下有限的通信范围,覆盖控制中的分散行为可能造成通信网络的中断,导致任务失败。因此,将通信网络连通作为约束,基于梯度下降方法,提出了有界的分布式控制律,以保证在覆盖代价函数下降的同时,网络连通度不小于设定阈值。为减少通信连通保持对于覆盖效果的影响,提出了一种基于关键智能体辨识的分段控制方法。通过动态分配覆盖和通信连通保持的控制增益,以减少因二者运动趋势相反而产生的控制震荡和冗余。针对陷入局部最优的死锁现象,提出一种死锁消除控制,以及时消除死锁,提升覆盖性能。基于高频结构仿真(HFSS)软件生成的信号场的覆盖仿真实验表明了控制律的有效性。

基于动态规划的多无人机通信连通性保持研究

随着无人机技术的逐渐成熟,制造成本不断降低,无人机在多个领域得到广泛应用,如农业、工业、安全、军事等.而无人机在执行任务时,往往需要与地面基站保持通信的连通性.但在距离较远或有遮挡情况下,信道质量将严重下降,这对通信连通性的保持提出挑战.针对该问题,本文考虑部署多架无人机作为通信中继,以串联方式构建任务无人机与地面基站稳定的通信链路.本文以长期信道容量作为优化指标,基于动态规划理论提出了两种中继无人机的规划方法:CMMP-AT和CMMP-OBO. CMMP-AT方法强调在任务执行初期就部署全部中继无人机,该方法部署较为简便,但计算复杂度较高. CMMP-OBO方法提出按照任务需求逐架部署中继无人机,该方法较为灵活,且计算复杂度低,扩展性好,可节约中继无人机的运动能耗.实验结果表明, CMMP-AT方法针对一个两中继无人机场景,需要40.03 h规划结果,而CMMP-OBO方法只需57.66 s即可规划出结果,并且可节约3.87%的运动能耗.此外,为了精确控制中继无人机遵循规划出的轨迹行进,本文基于模型预测控制方法实现对规划轨迹的追踪,并在V-REP环境中实现了多中继无人机场景的仿真.仿真结果表明,相比PID控制方法,模型预测控制方法能够更精确地追踪规划轨迹.在两种仿真场景下,模型预测控制方法的追踪误差仅为PID控制方法的43.97%和41.42%.