多无人飞行器可飞行航迹自主规划及导引

作者: 张毅 , 杨秀霞

出版社: 国防工业出版社

出版时间: 2018-11

版次: 1

ISBN: 9787118116960

定价: 58.00

装帧: 平装

开本: 其他

页数: 151页

字数: 186千字

分类: 军事

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本书共分6章，主要内容包括：绪论、多无人飞行器任务规划的体系结构与研究内容、任务规划数字地图技术、任务规划威胁信息建模技术、多无人飞行器任务分配、多无人飞行器航路规划技术、多无人飞行器链路规划技术、多无人飞行器载荷规划、任务规划的仿真与推演、无人机作战效能评估、典型无人机任务规划系统。张毅，硕士生导师，主要从事飞行器控制与仿真领域教学科研工作，在飞行器飞行及规划计算方面有较为深入研究。主持了“智能巡逻攻击导弹研究”、“***导弹武器系统总体技术研究”等项目的研究。近五年来，获军队科技进步二等奖2项，获军队科技进步三等奖1项，授权3项,；在靠前外期刊及学术会议上发表论文40余篇，EI及SCI检索16篇。编写教材4部。主持科研项目12项。杨秀霞，博士，副教授，硕士生导师，多年来一直致力于飞行器导航、制导与控制的研究，中国计算机用户协会仿真分会理事会理事。承担了国家自然科学基金项目、博士后基金（一等资助）项目、山东省自然科学基金等项目，主持军内科研项目多项。申请并公开相关4项。公开出版专著3部，其中一部为海军重点教材，获学院“百优教材”；发表学术论文50余篇，EI及SCI检索30余篇章  绪论
  1.1  研究背景与意义
  1.2  国内外研究现状
    1.2.1  多UAV自主任务分配研究
    1.2.2  飞行器在线航迹规划研究
    1.2.3  避障及避碰问题研究
    1.2.4  航迹跟踪控制问题研究
    1.2.5  避障导引问题研究
  1.3  研究现状评述
  1.4  本书的主要研究内容
第2章  多UAV自主任务分配研究
  2.1  引言
  2.2  多UAV任务分配的体系结构
    2.2.1  集中式体系结构
    2.2.2  分布式体系结构
  2.3  多UAV协同自主任务分配问题描述及建模
    2.3.1  多UAV协同自主任务分配的指标描述
    2.3.2  多UAV协同自主任务分配问题模型
  2.4  多UAV协同自主任务分配问题求解分析
    2.4.1  问题求解方法分析
    2.4.2  时间约束问题求解分析
  2.5  基于差分进化分布估计优化算法的任务分配
    2.5.1  标准分布估计算法及存在的问题
    2.5.2  差分进化操作
    2.5.3  基于差分进化分布估计算法的分布式任务预分配阶段求解
  2.6  基于通信协商的一致性任务分配阶段求解
    2.6.1  多优势个体协商机制
    2.6.2  通信协商过程
  2.7  算法仿真验证与分析
  2.8  本章小结
第3章  基于PH曲线的二维可飞行航迹优化生成
  3.1  引言
  3.2  二维可飞行航迹生成问题描述
  3.3  基于PH曲线的二维可飞行航迹优化生成
    3.3.1  PH航迹生成方法
    3.3.2  二维PH曲线分析
    3.3.3  基于连续分布估计改进算法的航迹优化生成
    3.3.4  仿真验证与分析
  3.4  基于PH曲线的在线可飞行避障避碰航迹规划
    3.4.1  速度障碍法原理
    3.4.2  基于速度避障法的避障航迹规划
    3.4.3  多UAV避碰航迹规划方法
    3.4.4  仿真验证与分析
  3.5  本章小结
第4章  基于PH曲线的三维可飞行航迹优化生成
  4.1  引言
  4.2  三维在线可飞行航迹规划问题描述
    4.2.1  三维PH曲线航迹规划约束及性能指标
    4.2.2  三维PH曲线航迹生成方法
    4.2.3  三维PH曲线航迹规划分析
  4.3  三维航迹优化生成
  4.4  三维航迹生成仿真验证与分析
  4.5  降维避障及三维避碰航迹规划
    4.5.1  降维动态避障原理
    4.5.2  多UAV避碰三维航迹规划
    4.5.3  仿真验证与分析
  4.6  基于三维速度障碍法的UAV空间自主避障规划
    4.6.1  三维空间速度障碍法
    4.6.2  单障碍最优避障策略
    4.6.3  多障碍避障策略
    4.6.4  三维空间避障规划仿真与分析
  4.7  本章小结
第5章  UAV航迹跟踪控制律设计
  5.1  航迹跟踪控制模型的建立
  5.2  基于非线性动态逆的二维PH航迹跟踪控制律设计
  5.3  二维PH航迹跟踪控制仿真
  5.4  基于降维设计的三维PH航迹跟踪控制
    5.4.1  三维PH航迹跟踪控制模型的建立
    5.4.2  三维PH航迹跟踪控制律设计
  5.5  三维PH航迹跟踪控制仿真
    5.5.1  仿真初始化条件
    5.5.2  仿真结果及分析
  5.6  鲁棒跟踪控制
    5.6.1  鲁棒跟踪控制律设计
    5.6.2  仿真验证
  5.7  本章小结
第6章  无人飞行器避障导引研究
  6.1  引言
  6.2  威胁判断
  6.3  基于比例导引避障策略
  6.4  避障完成时间估计及机动性能约束分析
    6.4.1  避障完成时间估计
    6.4.2  机动性能约束分析
  6.5  目标到达
  6.6  二维避障导引仿真分析
  6.7  三维避障研究
    6.7.1  平面分解
    6.7.2  威胁判断
    6.7.3  基于比例导引避障策略
    6.7.4  仿真分析
  6.8  本章小结
参考文献
内容简介:
本书共分6章，主要内容包括：绪论、多无人飞行器任务规划的体系结构与研究内容、任务规划数字地图技术、任务规划威胁信息建模技术、多无人飞行器任务分配、多无人飞行器航路规划技术、多无人飞行器链路规划技术、多无人飞行器载荷规划、任务规划的仿真与推演、无人机作战效能评估、典型无人机任务规划系统。
作者简介:
张毅，硕士生导师，主要从事飞行器控制与仿真领域教学科研工作，在飞行器飞行及规划计算方面有较为深入研究。主持了“智能巡逻攻击导弹研究”、“***导弹武器系统总体技术研究”等项目的研究。近五年来，获军队科技进步二等奖2项，获军队科技进步三等奖1项，授权3项,；在靠前外期刊及学术会议上发表论文40余篇，EI及SCI检索16篇。编写教材4部。主持科研项目12项。杨秀霞，博士，副教授，硕士生导师，多年来一直致力于飞行器导航、制导与控制的研究，中国计算机用户协会仿真分会理事会理事。承担了国家自然科学基金项目、博士后基金（一等资助）项目、山东省自然科学基金等项目，主持军内科研项目多项。申请并公开相关4项。公开出版专著3部，其中一部为海军重点教材，获学院“百优教材”；发表学术论文50余篇，EI及SCI检索30余篇
目录:
章  绪论
  1.1  研究背景与意义
  1.2  国内外研究现状
    1.2.1  多UAV自主任务分配研究
    1.2.2  飞行器在线航迹规划研究
    1.2.3  避障及避碰问题研究
    1.2.4  航迹跟踪控制问题研究
    1.2.5  避障导引问题研究
  1.3  研究现状评述
  1.4  本书的主要研究内容
第2章  多UAV自主任务分配研究
  2.1  引言
  2.2  多UAV任务分配的体系结构
    2.2.1  集中式体系结构
    2.2.2  分布式体系结构
  2.3  多UAV协同自主任务分配问题描述及建模
    2.3.1  多UAV协同自主任务分配的指标描述
    2.3.2  多UAV协同自主任务分配问题模型
  2.4  多UAV协同自主任务分配问题求解分析
    2.4.1  问题求解方法分析
    2.4.2  时间约束问题求解分析
  2.5  基于差分进化分布估计优化算法的任务分配
    2.5.1  标准分布估计算法及存在的问题
    2.5.2  差分进化操作
    2.5.3  基于差分进化分布估计算法的分布式任务预分配阶段求解
  2.6  基于通信协商的一致性任务分配阶段求解
    2.6.1  多优势个体协商机制
    2.6.2  通信协商过程
  2.7  算法仿真验证与分析
  2.8  本章小结
第3章  基于PH曲线的二维可飞行航迹优化生成
  3.1  引言
  3.2  二维可飞行航迹生成问题描述
  3.3  基于PH曲线的二维可飞行航迹优化生成
    3.3.1  PH航迹生成方法
    3.3.2  二维PH曲线分析
    3.3.3  基于连续分布估计改进算法的航迹优化生成
    3.3.4  仿真验证与分析
  3.4  基于PH曲线的在线可飞行避障避碰航迹规划
    3.4.1  速度障碍法原理
    3.4.2  基于速度避障法的避障航迹规划
    3.4.3  多UAV避碰航迹规划方法
    3.4.4  仿真验证与分析
  3.5  本章小结
第4章  基于PH曲线的三维可飞行航迹优化生成
  4.1  引言
  4.2  三维在线可飞行航迹规划问题描述
    4.2.1  三维PH曲线航迹规划约束及性能指标
    4.2.2  三维PH曲线航迹生成方法
    4.2.3  三维PH曲线航迹规划分析
  4.3  三维航迹优化生成
  4.4  三维航迹生成仿真验证与分析
  4.5  降维避障及三维避碰航迹规划
    4.5.1  降维动态避障原理
    4.5.2  多UAV避碰三维航迹规划
    4.5.3  仿真验证与分析
  4.6  基于三维速度障碍法的UAV空间自主避障规划
    4.6.1  三维空间速度障碍法
    4.6.2  单障碍最优避障策略
    4.6.3  多障碍避障策略
    4.6.4  三维空间避障规划仿真与分析
  4.7  本章小结
第5章  UAV航迹跟踪控制律设计
  5.1  航迹跟踪控制模型的建立
  5.2  基于非线性动态逆的二维PH航迹跟踪控制律设计
  5.3  二维PH航迹跟踪控制仿真
  5.4  基于降维设计的三维PH航迹跟踪控制
    5.4.1  三维PH航迹跟踪控制模型的建立
    5.4.2  三维PH航迹跟踪控制律设计
  5.5  三维PH航迹跟踪控制仿真
    5.5.1  仿真初始化条件
    5.5.2  仿真结果及分析
  5.6  鲁棒跟踪控制
    5.6.1  鲁棒跟踪控制律设计
    5.6.2  仿真验证
  5.7  本章小结
第6章  无人飞行器避障导引研究
  6.1  引言
  6.2  威胁判断
  6.3  基于比例导引避障策略
  6.4  避障完成时间估计及机动性能约束分析
    6.4.1  避障完成时间估计
    6.4.2  机动性能约束分析
  6.5  目标到达
  6.6  二维避障导引仿真分析
  6.7  三维避障研究
    6.7.1  平面分解
    6.7.2  威胁判断
    6.7.3  基于比例导引避障策略
    6.7.4  仿真分析
  6.8  本章小结
参考文献

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