《異構多飛行器網路化分散式協同控制與觀測理論和方法》是依託北京航空航天大學，由周銳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：異構多飛行器網路化分散式協同控制與觀測理論和方法
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：周銳
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對網路中心戰環境下信息處理網路化和偵查打擊一體化特點和需求，研究異構多飛行器網路化分散式協同控制與觀測的有關理論和方法。以代數圖論為主要數學工具，洞察異構多飛行器網路中的信息和通信與控制和觀測之間的內在關係；建立局部不完全通信拓撲條件下異構多飛行器網路的完全可控性和可觀性條件及其與局部通信拓撲之間的關係；建立基於偵察任務的多飛行器自適應分散式協同最優信息濾波方法以及基於信息理論與最優控制理論相結合的分散式協同觀測最優控制方法；建立基於打擊任務的異構多飛行器網路的最優狀態轉移控制以及網路化協同引導方法；基於偵查打擊一體化任務實現網路化通信和信息處理與網路化觀測和控制的集成，提高對動態戰場環境中時敏目標的快速打擊能力和效果。該項目研究成果可廣泛套用於各種異構類型的飛行器和機器人等多運動平台的協同控制問題，為複雜的多運動平台協同控制系統設計提供切實有效的技術途徑和理論方法。
結題摘要
項目主要針對網路中心環境下多平台協同作戰需要，研究異構多飛行器網路的協同控制、制導與估計問題。基於同構網路的受控一致性思想和代數圖論，建立了異構多無人機網路化協同控制系統的可控性和可觀性條件及其與異構網路通信拓撲之間的關係，分析了改善系統可控性和可觀性的方法；建立了具有Leader-Follower異構型網路結構的多無人機網路化分散式協同目標跟蹤與控制方法，改進了一致性信息濾波算法，設計了具有保連結性的魯棒通信拓撲應滿足的條件，提高一致性濾波的收斂性和跟蹤精度。建立了基於線上滾動時域最佳化的異構網路的協同最優控制方法，實現了異構多無人機網路化分散式協同目標最優觀測與跟蹤；對網路化協同制導以及存在網路傳輸時延情況下的多飛行器協同制導的分散式一致性問題進行了研究，以線性矩陣不等式的形式得到了系統收斂性條件及網路傳輸時延的上界，並推導了同時存在網路傳輸時延和拓撲結構切換情況下的多飛行器協同制導一致性條件；建立了一種多個飛彈編隊齊射攻擊的分散化協同制導方法，編隊內各飛彈採用相鄰局部通信，編隊之間則通過各編隊通信拓撲生成樹的根節點進行通信，設計了飛彈編隊內和編隊間分散化協調策略以及多飛彈編隊齊射攻擊的分散化協同制導律；建立了一種具有異構“領彈-被領彈”的分散式自適應協同制導方法，由於同時具有分散式協同和分散式參數自適應機制，該分散式自適應協同制導律具有較好的收斂性和協同能力。飛彈之間採用分散式相鄰局部通信，並且只需在傳輸某些狀態信息，具有通信量小和可擴展性強等特點；建立了基於平台能力與任務屬性相匹配的異構多無人機協同資源調度與任務分配方法，分別設計了分散式協調機制，實現了對資源調度和任務分配的協調最佳化。該項目研究成果可廣泛套用於各種異構類型的飛行器和機器人等多運動平台的協同控制問題，為複雜的多運動平台協同控制系統設計提供切實有效的技術途徑和理論方法。
