基于前端目标状态精确估计的UCAV融合导引与控制方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61601505
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0113.信息获取与处理
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The integrated guidance and control problem of the unmanned aerial vehicle(UAV) based on traditional independent guidance and control systems is the key to restrict the ability increase of precious attack and time-sensitive attack of UCAV under the complicated war environment, while the autonomous operation mode of fusing the guidance system and control system can realize the mutual compensation of advantages between two different function models sufficiently so as to balance different divergence of external disturbance, besides, it would decrease the real-time accumulative error, thus, improve integral control robustness effectively. This project researches the front-end target state precision estimation method under high uncertain conditions, then puts forward an integrated guidance and control method using the three-channel independent decouple model and nonlinear disturbance observer, and carries out the related modeling theory, parameter optimization, and experimental verification of full states coupling integrated guidance and control by adopting an adaptive dynamic surface algorithm aiming at dealing with the three-channel independent integration problem of guidance and control systems and partial states regulation problem of the full states coupling non-autonomous nonlinear control system. Finally, the fusing ability between the front-end target state output and the integration of guidance and control, and the strong adaptability to various uncertainty factors in the real war environment of the proposed models and methods are verified. The proposed model and method in this project can break through the key technology bottleneck of the integration of guidance and control of the UCAV autonomous attack, and the effectiveness and reliability of them are tested on a certain UCAV platform.
基于传统导引与控制相独立的无人机控导一体化问题是制约复杂战场环境下UCAV时敏攻击和精确打击能力提升的关键所在,而将导引与控制相融合的自主操控方式可充分实现相异功能模型间的优势互补从而平衡不同外部干扰间的差异,降低实时累积误差从而有效提高整体控制的鲁棒性。本项目通过研究高度不确定条件下的前端目标状态精确估计方法,针对多通道独立条件下的导引与控制系统融合以及全状态耦合的非自治非线性控制系统的部分状态调节问题,创新地提出了利用三通道独立解耦及非线性干扰观测的融合导引控制方法,结合自适应块动态面算法开展全状态耦合融合导引控制方法的相关理论建模,参数优化和实验验证三方面的研究工作,验证所提模型和方法既有对前端目标状态输出与导引控制过程的融合能力,又有对真实战场环境中存在的多种不确定性因素较强的适应能力,最终突破UCAV自主攻击中导引与控制融合的关键技术瓶颈,并在某UCAV平台验证其有效性及可靠性。

结项摘要

无人作战飞机(Unmnned Aerial Combat Vehicle, UCAV)自主攻击是利用UCAV自主完成飞行控制、目标状态估计、火控解算、武器发射及目标打击的一项技术,已逐渐成为夺取和保持空中作战优势的重要手段。在自主攻击全过程,UCAV与导弹运动系统具有显著的扰动大、多变量强耦合、不确定性程度高以及协同因素复杂等特点,因此控制系统设计存在诸多挑战。基于传统导引与控制相独立的无人机控导一体化问题是制约复杂战场环境下UCAV时敏攻击和精确打击能力提升的关键所在,而将导引与控制相融合的自主操控方式可充分实现相异功能模型间的优势互补从而平衡不同外部干扰间的差异,降低实时累积误差从而有效提高整体控制的鲁棒性。.本项目通过研究高度不确定条件下的前端目标状态精确估计方法,针对多通道独立条件下的导引与控制系统融合以及全状态耦合的非自治非线性控制系统的部分状态调节问题,创新地提出了利用三通道独立解耦及非线性干扰观测的融合导引控制方法,结合自适应动态面算法开展全状态耦合融合导引控制方法的相关理论建模,参数优化和实验验证三方面的研究工作,验证所提模型和方法既有对前端目标状态输出与导引控制过程的融合能力,又有对真实战场环境中存在的多种不确定性因素较强的适应能力。.本项目所提方法从全新的角度解决了目前制约UCAV自主精确攻击的关键技术和难点问题,并在某攻击型无人机半实物仿真平台得到了验证,预期可为我国UCAV自主攻击作战效能的提升提供有效的技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Hummingbirds optimization algorithm-based particle filter for maneuvering target tracking
基于蜂鸟优化算法的粒子滤波机动目标跟踪
  • DOI:
    10.1007/s11071-019-05043-0
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nonlinear Dynamics
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zhang Zhuoran;Huang Changqiang;Ding Dali;Tang Shangqin;Han Bo;Huang Hanqiao
  • 通讯作者:
    Huang Hanqiao
Birds foraging search: a novel population-based algorithm for global optimization
鸟类觅食搜索:一种基于种群的新型全局优化算法
  • DOI:
    10.1007/s12293-019-00286-1
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Memetic Computing
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Zhang Zhuoran;Huang Changqiang;Dong Kangsheng;Huang Hanqiao
  • 通讯作者:
    Huang Hanqiao
An improved TLBO with logarithmic spiral and triangular mutation for global optimization
一种改进的具有对数螺旋和三角形突变的全局优化TLBO
  • DOI:
    10.1007/s00521-018-3785-6
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Neural Computing & Applications
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Zhang Zhuoran;Huang Hanqiao;Huang Changqiang;Han Bo
  • 通讯作者:
    Han Bo
ACFT Adversarial Correlation Filter For Robust Tracking
用于鲁棒跟踪的 ACFT 对抗相关滤波器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IET IMAGE PROCESSING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huang Hanqiao;Zha Yufei;Zheng Meiyun
  • 通讯作者:
    Zheng Meiyun
Tactical maneuver trajectory optimization for unmanned combat aerial vehicle using improved differential evolution
采用改进差分进化的无人作战飞行器战术机动轨迹优化
  • DOI:
    10.1007/s00500-019-04522-1
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Soft computing
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Huang Hanqiao;Dong Kangsheng;Yan Tian;Han Bo
  • 通讯作者:
    Han Bo

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其他文献

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面向拒止作战的无人飞行器智能博弈对抗决策方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
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    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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