多飛行器系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制建模與仿真研究.pdf

1、隨著航空航天領(lǐng)域的發(fā)展和信息化戰(zhàn)爭的需求，越來越多的任務(wù)需要多個飛行器共同完成，但這也帶來了飛行器之間如何協(xié)調(diào)的問題。本文針對該問題，從建模與仿真的角度出發(fā)，對多飛行器系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的仿真方法、建模框架和協(xié)調(diào)控制算法進行了深入研究。
　　本文的主要內(nèi)容及取得的成果如下：
　　一、針對多飛行器協(xié)同飛行這類問題進行了分析，分析表明該類系統(tǒng)及系統(tǒng)中每個飛行器均是復(fù)雜的離散事件—連續(xù)變量組合系統(tǒng)。在描述系統(tǒng)主要特征的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)采用

2、基于Age nt的建模仿真方法。為此，首先給出了離散事件—連續(xù)變量組合系統(tǒng)仿真建模元模型及算法，然后建立了智能控制器元模型，并將二者結(jié)合，建立了基于Age nt的離散事件—連續(xù)變量組合系統(tǒng)元模型與算法，最后給出了該類問題的一種單機雙進程并發(fā)仿真框架。
　　二、戈達德體系結(jié)構(gòu)中，Agent是由感知、通信、建模等構(gòu)件組成的，該體系結(jié)構(gòu)給出了Age nt對環(huán)境和刺激進行感知、決策和行為的完整過程。本文中將飛行器看作具有戈達德體系結(jié)構(gòu)的A

3、gent，在分析多飛行器協(xié)調(diào)控制物理過程的基礎(chǔ)上，將協(xié)調(diào)控制過程劃分為個體層、控制層和系統(tǒng)行為層，各層分別對應(yīng)Age nt的相關(guān)構(gòu)件。由此搭建了基于構(gòu)件思想的多飛行器協(xié)調(diào)控制建?？蚣?，并設(shè)計實現(xiàn)了建模框架原型系統(tǒng)。利用統(tǒng)一建模語言對建?？蚣茉拖到y(tǒng)的實現(xiàn)過程進行了描述，原型系統(tǒng)各模型按模型重用的思想，設(shè)計了統(tǒng)一輸入輸出接口。
　　三、研究了多導(dǎo)彈協(xié)同制導(dǎo)建模與仿真問題，以多導(dǎo)彈同時達到目標為研究對象，按照多飛行器協(xié)調(diào)控制建?？蚣艿?/p>

4、設(shè)計思想，建立了多導(dǎo)彈協(xié)同制導(dǎo)相關(guān)模型，提出了基于比例導(dǎo)引和基于一致性算法的協(xié)同制導(dǎo)律，并對提出的制導(dǎo)律進行了理論證明。利用建?？蚣芡瓿闪硕鄬?dǎo)彈同時到達目標問題的仿真，并對不同制導(dǎo)律下的仿真結(jié)果進行了分析。
　　四、研究了大規(guī)模集群航天器嚴格構(gòu)型保持的建模與仿真問題。首先提出了虛擬彈簧阻尼網(wǎng)絡(luò)控制方法，針對具有鏈式拓撲結(jié)構(gòu)的一維兩質(zhì)點、一維多質(zhì)點和多維多質(zhì)點問題，從理論上證明了該控制方法的有效性和穩(wěn)定條件。利用虛擬彈簧阻尼網(wǎng)絡(luò)控制