多无人机网络化簇编队合作控制研究

多无人机通过编队合作执行任务可以有效地进行突防，对敌方进行协同侦查或直接打击，大大地提高机群系统的综合效能和任务执行时的冗余性能。因此，多无人机编队合作控制研究是当前关注的重要发展方向。本项目以面向多无人机响应突发事件的实时灵活性为设计目标，着眼于编队机群的阵形保持与重构问题，提出把复杂网络方法和多智能体理论研究相结合，开展基于网络化簇编队的多无人机集散合作控制研究，内容包括：（1）多无人机网络动力学描述及建模。（2）事件驱动的多无人机协同决策评价体系。（3）无人机编队网络分簇与优化算法。（4）簇编队阵形保持与重构控制协议设计。此课题不仅能丰富网络协同控制相关理论，促进相关控制技术的交叉研究，也为实际系统设计提供理论和方法，具有重要的理论意义和应用价值。

多无人机通过编队合作执行任务可以有效地进行突防， 对敌方进行协同侦查或直接打击，大大地提高机群系统的综合效能和任务执行时的冗余性能。因此，多无人机编队合作控制研究是当前关注的重要发展方向。本项目以面向多无人机响应突发事件的实时灵活性为设计目标，着眼于编队机群的阵形保持与重构问题，提出把复杂网络方法和多智能体理论研究相结合，开展基于网络化簇编队的多无人机集散合作控制研究。主要研究成果包括（1）鉴于机间气动耦合作用对机群运动建模及控制不可忽略的影响，我们在获得有效涡流诱导速度的基础上给出了机间气动耦合的数学描述，并将其引入到单机的动力学方程中得到气动耦合作用下的多无人机运动模型。（2）建立了编队总体作战效能的评估指标体系，搭建了机群分簇结构的逻辑框架，无人机编队具有安全性、可靠性和操作性且在该队形下无人机群能够最优或者次优完成任务。（3）提出了基于动态逆与一致性协调控制相结合的方法，完成了多无人机编队控制协议设计的理论分析框架，并给出了仿真实验研究以验证该控制方法的可行性和有效性。此课题不仅能丰富网络协同控制相关理论，促进相关控制技术的交叉研究，也为实际系统设计提供理论和方法，具有重要的理论意义和应用价值。