多無人機(jī)編隊(duì)自主重構(gòu)的內(nèi)點(diǎn)算法

王建宏, 朱永紅, 許 鶯, 熊朝華

(1.景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院機(jī)電系, 江西 景德鎮(zhèn) 333403;2.中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所,南京 210007)

多無人機(jī)編隊(duì)自主重構(gòu)的內(nèi)點(diǎn)算法

王建宏1, 朱永紅1, 許 鶯2, 熊朝華2

(1.景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院機(jī)電系, 江西 景德鎮(zhèn) 333403;2.中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所,南京 210007)

多無人機(jī)編隊(duì)； 自主重構(gòu)； 內(nèi)點(diǎn)算法； 多目標(biāo)優(yōu)化

0 引言

多無人機(jī)編隊(duì)控制是無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的基礎(chǔ)和前提，其目的是根據(jù)各無人機(jī)的具體任務(wù)為每架無人機(jī)規(guī)劃出從初始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的可行飛行航跡，協(xié)調(diào)處理各架無人機(jī)航跡之間的相互關(guān)系，使其在指定的性能指標(biāo)下達(dá)到最優(yōu)或次優(yōu)，以適應(yīng)平臺(tái)性能、戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)術(shù)任務(wù)等要求。當(dāng)編隊(duì)任務(wù)或者戰(zhàn)場環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，整個(gè)多無人機(jī)編隊(duì)需要進(jìn)行調(diào)整即重構(gòu)。在調(diào)整重構(gòu)過程中，需要重新調(diào)節(jié)每架無人機(jī)在新編隊(duì)幾何構(gòu)型中的位置，并規(guī)劃出從原初始位置到新終端位置的航跡。由此所規(guī)劃的航跡必須確保每架無人機(jī)的安全性，同時(shí)考慮無人機(jī)的非線性動(dòng)力學(xué)特性，各種編隊(duì)重構(gòu)的無人機(jī)代價(jià)函數(shù)，以及各類約束條件。多無人機(jī)編隊(duì)自主重構(gòu)的過程可設(shè)計(jì)成一個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，其中的優(yōu)化決策變量是每架無人機(jī)的控制輸入序列；代價(jià)函數(shù)包括偵察無人機(jī)代價(jià)函數(shù)、導(dǎo)彈干擾無人機(jī)代價(jià)函數(shù)、雷達(dá)干擾無人機(jī)代價(jià)函數(shù)；系統(tǒng)的約束條件包括雷達(dá)威脅約束、導(dǎo)彈威脅約束、高炮陣地威脅約束、編隊(duì)防碰撞約束。……