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多无人机协同的稳定控制机理研究被引量：5: 2014年; 多无人机协同系统的过度扩散会引起协同失效,对系统进行规模控制是解决该问题的一种潜在方法.首先抽象出多无人机协同搜索系统的宏观运动特征,进而建立平台的运动方程,然后通过构造合适的李雅普诺夫函数,获得该系统的稳定控制规律及其控制参数.仿真结果表明:1)本文所提的稳定控制机制不仅能够使多无人机系统实现有效的协同,还能确保系统的稳定性;2)在系统稳定时,通过调整相关控制参数可以有效地控制系统规模.; 茹常剑魏瑞轩沈东; 关键词：无人机稳定控制

基于拟态电势能的飞行器航路规划方法被引量：5: 2016年; 航路规划是现代各类飞行器,特别是无人机(UAV)安全飞行和完成任务的关键要素。对于复杂威胁环境和高维空间的航路规划问题,传统规划方法在规划速度、航路安全性、算法适用性等方面存在一定的应用局限。分析了电荷在电场中移动引起电势能变化的特点规律及电势场分布特性,模拟电势场理论对飞行环境进行威胁建模,建立基于电势威胁场引导的航路节点概率选择机制及安全性评价准则。在此基础上,构建基于拟态电势能的随机采点扩展式航路规划方法。通过与传统航路规划方法的对比仿真实验表明,运用拟态电势能进行航路规划,能够显著缩短路径长度和计算时间,提高规划航路的安全性,对于航路规划的应用很有价值。; 何仁珂魏瑞轩张启瑞许卓凡; 关键词：航路规划

无人机搜索和跟踪的模糊认知控制器设计方法: 2015年; 搜索和跟踪是无人机应用中非常重要的问题,采用模糊认知图理论提出一种智能控制器设计方法。所设计的模糊认知控制器在改变无人机动作行为的同时能使任务航线稳定而平滑地切换,地面操作员只需下达基本指令,就能够以外部事件节点激活和改变无人机执行搜索和跟踪任务的行为节点,实现人和无人机基于语义的高层次交互。研究结果表明:这种模糊认知控制器能够根据地面操作员指令等基本事件自动实现无人机行为的过渡和其运动轨迹的平滑切换,明显减小地面操作员的工作量。; 崔军辉魏瑞轩张小倩祁晓明; 关键词：无人机搜索目标跟踪模糊认知图

多无人机协同搜索的模糊认知决策方法研究被引量：5: 2015年; 搜索决策方法是影响多无人机协同搜索效能的关键.传统的搜索决策方法关注于使多架无人机形成对任务区域的协同全覆盖,采用基于概率搜索图和滚动时域控制的搜索决策方法,对复杂搜索任务的适应性有限.本文借鉴人类实施搜索行为的认知决策方式,提出面向多无人机协同搜索的三层结构的认知控制模型.基于该模型和模糊聚类思想对任务区进行认知匹配和约简划分;之后,应用二次模糊聚类对各架无人机进行面向协同搜索的任务区域分配,在此基础上,再应用滚动时域控制方法完成对无人机的搜索控制.从任务区域覆盖模式和目标发现能力两个方面,通过仿真实验分析了本文提出的协同搜索模糊认知决策方法的性能.; 魏瑞轩周凯茹常剑关旭宁车军; 关键词：无人机模糊聚类

面向未知环境的无人机障碍规避制导律设计被引量：10: 2015年; 针对未知障碍规避问题给出了一种障碍规避制导律。将参考点航路跟踪制导法(reference point guidance,RPG)进行改进作为障碍规避制导律,对无人机与障碍的相对运动关系进行分析,确定了规避制导的时机和参考点选取的原则,用非线性微分方程对障碍规避过程进行建模,在此基础上分析了制导参数对系统性能的影响,确定了参数选取原则。仿真结果表明,改进后的RPG能够引导无人机安全规避突发或未知的几何形状不规则的障碍,能够避免不同任务阶段制导律切换过程中存在的安全隐患。; 魏瑞轩周凯王树磊祁晓明罗鹏; 关键词：制导律无人机

面向协同standoff跟踪问题的无人机制导律被引量：9: 2014年; 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。; 王树磊魏瑞轩郭庆蔚文杰; 关键词：无人机非线性渐近稳定性制导

基于Laguerre图的自优化A-Star无人机航路规划算法被引量：21: 2015年; 为了降低无人机航路规划的运算量,减少规划时间,确保算法对于任意形状威胁区域和地形的适应性以及所规划航路的准确性,提出了一种新颖的LA-Star算法用于无人机航路规划。首先把威胁区域和禁飞区域简化为圆形,利用Laguerre图算法进行航路预规划,在此基础上简化二次规划空间的范围,之后恢复威胁区域和禁飞区域的真实形状,在简化后的规划空间内使用改进A-Star算法实施二次航路规划,最后对生成的航路进行自优化处理。仿真结果证明了LA-Star算法满足航路规划的实时性和准确性要求。; 魏瑞轩许卓凡王树磊吕明海; 关键词：无人机航路规划 A-STAR算法

面向机动目标跟踪的无人机横侧向制导规律被引量：3: 2014年; 现有的standoff跟踪制导方法在进行机动目标跟踪时不能同时满足响应速度和稳态精度的要求.对用于航路跟踪的参考点制导法(RPG,Reference Point Guidance)进行改进,推导了无人机(UAV,Unmanned Aerial Vehicle)在跟踪机动目标时的横侧向制导规律.采用二阶非线性微分方程对UAV和目标相对距离的调节过程进行建模,在此基础上分析了改进后RPG的渐近稳定性.仿真结果表明,相比Lyapunov向量场(LVFG,Lyapunov Vector Field Guidance)和模型预测控制(MPC,Model-based Predictive Control)的制导方法,改进RPG的跟踪误差和时间乘以误差绝对值积分(ITAE,Integrated Time Absolute Error)指标均优于LVFG和MPC.因此,所提制导规律能够对机动目标的运动进行有效补偿,并具有更快的响应速度、更高的稳态精度和较好的实时性.; 王树磊魏瑞轩郭庆蔚文杰; 关键词：无人机制导

裂缝区域优化随机扩展航路规划方法: 2016年; 针对密集障碍代价空间中存在的局部裂缝区域,基于采样的路径规划方法随机生成的节点无法进行有效扩展,形成可行路径的概率极低的问题,采用电势原理建立环境威胁模型,提出局部区域启发模式转换机制及节点一步检测方法。采用路径代价改进Transition-based RRT算法的节点选择机制,实现节点扩展的双启发。仿真结果表明,该算法能够有效地解决上述问题,其算法性能和路径生成优于同类算法。; 何仁珂魏瑞轩张启瑞许卓凡周凯; 关键词：航路规划快速扩展随机树

基于FCM的UAV事故成因预测方法被引量：7: 2015年; 无人机安全问题已经成为航空领域一个亟待解决的难题,坠机事故不但会造成装备和财产损失,而且也会给高技术安全带来巨大风险.在分析相关坠机事故统计的基础上,提出了一种影响无人机安全的事故因素划分原则和方法,建立了无人机事故成因预测的FCM模型.利用FCM的知识表示和推理可以预测出系统达到稳定状态时各因素的状态值,通过关联度计算对事故的影响因素进行排序,得到诱发无人机事故的主要因素.实例验证和分析证明该方法对于无人机事故成因的预测是可行的.; 崔军辉魏瑞轩崔建汝郭庆; 关键词：无人机模糊认知图影响因素

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中国航空科学基金(20135896027)

文献类型

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机构

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