《無人集群系統智慧型規劃與協同控制技術》是2022年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：無人集群系統智慧型規劃與協同控制技術
- 出版時間：2022年8月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030727954
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《無人集群系統智慧型規劃與協同控制技術》主要介紹了無人集群系統智慧型規劃與協同控制技術所涉及的基本概念、體系架構和關鍵技術，包括8章內容： 第1~3章主要介紹了無人集群系統智慧型相關的基本概念、關鍵技術體系以及典型的集群體系架構；第4章主要介紹了集群系統一致性相關的理論基礎和控制協定設計方法；第5~6章主要介紹了集群任務規劃的兩大關鍵技術即集群任務分配以及協同航跡規劃；第7章主要介紹了集群的編隊控制以及典型的編隊控制套用場景；第8章主要介紹了群體智慧型典型算法以及套用場景。
圖書目錄
目錄
叢書序
前言
第1章 集群行為及其概述 001
1.1 集群的行為 001
1.1.1 覓食行為 002
1.1.2 群體智慧型 002
1.1.3 種群的交流機制 003
1.1.4 分工協作與分散式合作 005
1.1.5 基於生物群體的統一最佳化框架 006
1.2 集群的概念和內涵 007
1.2.1 集群智慧型的概念 007
1.2.2 集群智慧型仿真模型 008
1.3 群智湧現的一致性問題 011
1.3.1 集群行為與一致性 011
1.3.2 一致性的典型套用 012
1.4 無人系統集群研究與套用現狀 013
1.4.1 國內外研究現狀 013
1.4.2 典型蜂群項目簡介 015
1.5 本章小結 022
1.6 課後練習 023
參考文獻 023
第2章 無人系統集群智慧型的關鍵技術 026
2.1 集群的自主控制技術 026
2.1.1 自主控制系統等級劃分 026
2.1.2 基於認知行為的自主控制系統 028
2.1.3 基於人工智慧的智慧型控制系統 029
2.1.4 發展趨勢 030
2.2 集群協同作戰系統結構和典型樣式 031
2.2.1 協同作戰體系結構 031
2.2.2 協同作戰的典型樣式 039
2.3 集群智慧型的關鍵技術 043
2.3.1 集群分散式的態勢感知與認知技術 043
2.3.2 強對抗環境下的集群智慧型決策技術 047
2.3.3 集群協同規劃技術 050
2.3.4 集群自主控制技術 054
2.3.5 仿真驗證技術 059
2.4 本章小結 061
2.5 課後練習 061
參考文獻 061
第3章 多智慧型體系統及集群系統的體系架構 062
3.1 智慧型體與多智慧型體概念 062
3.1.1 智慧型體與多智慧型體的定義 062
3.1.2 多智慧型體的協調機制 066
3.1.3 多智慧型體的協調控制問題 070
3.1.4 多智慧型體系統的套用 072
3.2 集群系統的體系架構 073
3.2.1 系統架構的內涵 073
3.2.2 典型的體系架構 073
3.3 集群動力學模型 077
3.3.1 數學方程建模方法 077
3.3.2 集群模擬平台 079
3.4 本章小結 082
3.5 課後練習 083
參考文獻 083
第4章 多智慧型體一致性理論與方法 086
4.1 基礎知識 086
4.1.1 符號說明 087
4.1.2 矩陣論基礎 087
4.1.3 代數圖論基礎 087
4.1.4 非線性時不變系統基礎 088
4.2 一階模型的一致性理論 089
4.2.1 基本算法 089
4.2.2 時不變通信拓撲下的一致性分析 090
4.2.3 時變通信拓撲下的一致性分析 091
4.2.4 仿真分析 091
4.3 二階模型的一致性理論 093
4.3.1 基本算法 093
4.3.2 一致性分析 094
4.3.3 仿真分析 095
4.4 異構模型的一致性理論 097
4.4.1 基本算法 097
4.4.2 一致性分析 097
4.4.3 仿真分析 099
4.5 通用模型的一致性理論 099
4.5.1 基本算法 099
4.5.2 一致性分析 100
4.5.3 仿真分析 102
4.6 基於事件觸發的一致性理論 103
4.6.1 基本算法 104
4.6.2 事件觸發方案設計 105
4.6.3 一致性分析 107
4.6.4 可行性驗證 108
4.6.5 仿真分析 109
4.7 本章小結 111
4.8 課後練習 111
參考文獻 113
第5章 無人機集群任務分配技術 114
5.1 集群任務分配場景描述 114
5.1.1 典型任務場景 114
5.1.2 任務特性分析 116
5.2 集群任務分配數學模型 118
5.2.1 集群任務分配模型 118
5.2.2 動態任務分配模型 122
5.3 集中式任務分配算法 126
5.3.1 集中式任務分配算法概述 126
5.3.2 基於蟻群的動態任務分配算法 128
5.4 分散式任務分配算法 138
5.4.1 分散式任務分配算法概述 138
5.4.2 基於契約網的分配算法 140
5.5 本章小結 148
5.6 課後練習 148
參考文獻 149
第6章 無人機集群航跡規劃技術 150
6.1 典型航跡規劃場景 150
6.1.1 區域封鎖任務 151
6.1.2 協同打擊任務 151
6.1.3 異構協同任務 152
6.2 航跡規劃系統的組成 154
6.2.1 航跡規劃系統框架 154
6.2.2 航跡規劃構成要素 156
6.2.3 航跡規劃實現流程 158
6.3 航跡規劃系統的數學模型 161
6.3.1 多約束的航跡規劃模型 161
6.3.2 典型任務的航跡規劃模型 166
6.4 航跡規劃的算法簡介 173
6.4.1 航跡規劃方法概述 173
6.4.2 A算法 175
6.4.3 Dubins算法 177
6.4.4 RRT算法 179
6.4.5 動態航跡規劃求解 180
6.5 航跡軌跡的平滑與檢測 181
6.5.1 航跡平滑 181
6.5.2 航跡檢測 184
6.6 本章小結 186
6.7 課後練習 186
參考文獻 187
第7章 集群編隊控制技術 189
7.1 巡飛彈集群編隊控制問題描述與模型 189
7.1.1 編隊控制問題描述 189
7.1.2 編隊控制數學模型 191
7.2 基於事件驅動的分散式編隊控制技術 195
7.2.1 基於事件驅動的一致性理論 195
7.2.2 基於事件驅動的彈群一致性編隊控制 196
7.3 彈群編隊突防技術 199
7.3.1 編隊突防方案 199
7.3.2 編隊突防模型 201
7.3.3 離線突防全局規劃 202
7.3.4 線上突防局部避障 206
7.4 彈群編隊作隊形最佳化設計技術 213
7.4.1 模型描述 213
7.4.2 隊形設計性能指標模型 216
7.4.3 求解策略 217
7.5 本章小結 220
7.6 課後練習 220
參考文獻 222
第8章 群智慧型最佳化算法簡介 223
8.1 鴿群算法及其原理 223
8.1.1 算法模型與原理 223
8.1.2 套用與展望 225
8.2 狼群算法及其原理 226
8.2.1 算法模型與原理 226
8.2.2 套用與展望 229
8.3 蜂群算法及其原理 230
8.3.1 算法模型與原理 230
8.3.2 套用與展望 233
8.4 魚群算法及其原理 234
8.4.1 算法模型與原理 234
8.4.2 套用與展望 236
8.5 菌群算法及其原理 237
8.5.1 算法模型與原理 237
8.5.2 套用與展望 239
8.6 本章小結 239
8.7 課後練習 240
參考文獻 240
