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陆用运动体多系统协同中的智能优化与控制

更新时间：2019-12-30 10:35:29 大小：440K 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：智能优化 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

在信息化和网络化背景下,多系统协同正成为现代战争中陆用运动体的主要作战模式.针对陆用运动体多系统协同中的智能优化与控制问题,本文从多系统协同指挥控制中的优化与决策、多维高速运动体的协同制导与编队控制、陆用运动体群集运动的智能与安全控制和非线性随动系统的建模与控制四个方面,对当前主要研究成果和国内外最新进展做了简要综述.涵盖了陆用运动体协同过程中涉及的指挥决策、多平台火力控制和群集智能控制与安全控制.最后在总结国内外研究成果的基础上,指出了需要进一步研究的问题和未来的研究方向.


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1577673323陆用运动体多系统协同中的智能优化与控制.pdf 440K

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控 制 理 论 与 应 用  
Control Theory & Applications  
第 35 卷第 7 期  
2018 年 7 月  
Vol. 35 No. 7  
Jul. 2018  
DOI: 10.7641/CTA.2018.80178  
陆用运动体多系统协同中的智能优化与控制  
方 浩†, 王雪源, 陈 杰  
(北京理工大学 自动化学院 复杂系统智能控制与决策国家重点实验室, 北京 100081)  
摘要: 在信息化和网络化背景下, 多系统协同正成为现代战争中陆用运动体的主要作战模式. 针对陆用运动体多系统  
协同中的智能优化与控制问题, 本文从多系统协同指挥控制中的优化与决策、多维高速运动体的协同制导与编队控  
制、陆用运动体群集运动的智能与安全控制和非线性随动系统的建模与控制四个方面, 对当前主要研究成果和国内外  
最新进展做了简要综述. 涵盖了陆用运动体协同过程中涉及的指挥决策、多平台火力控制和群集智能控制与安全控制.  
最后在总结国内外研究成果的基础上, 指出了需要进一步研究的问题和未来的研究方向.  
关键词: 陆用运动体; 优化与决策; 智能控制; 协同控制; 安全控制  
引用格式: 方浩, 王雪源, 陈杰. 陆用运动体多系统协同中的智能优化与控制. 控制理论与应用, 2018, 35(7): 900 –  
917  
中图分类号: TP18  
文献标识码: A  
Intelligent optimization and control in multi-system collaboration of  
ground-based moving platforms  
FANG Hao†, WANG Xue-yuan, CHEN Jie  
(School of Automation, Key Laboratory of Intelligent Control and Decision of Complex Systems,  
Beijing Institute of Technology, Beijing 100081)  
Abstract: Under the background of informatization and network, multi-system cooperation is becoming the main oper-  
ational pattern in the modern warfare. In the matter of intelligent optimization and control in multi-system collaboration for  
ground-based moving platforms, the main results and recent progress at home and abroad are briefly reviewed along four  
research aspects: 1) optimization and decision-making in multi-system collaborative command and control; 2) cooperative  
guidance and formation control for multi-dimensional high speed moving platforms; 3) intelligent and security control in  
flocking of ground-based moving platforms; 4) modeling and control for nonlinear servo systems. The survey covers the  
command and decision-making, multi-platform fire control and swarm intelligent and security control involved in coopera-  
tion for ground-based moving platforms. Finally, on the basis of summarizing the research results both at home and abroad,  
several problems for further study and some research directions in the future are also pointed out.  
Key words: ground-based moving platforms; optimization and decision-making; intelligent control; cooperative con-  
trol; security control  
Citation: FANG Hao, WANG Xueyuan, CHEN Jie. Intelligent optimization and control in multi-system collaboration  
of ground-based moving platforms. Control Theory & Applications, 2018, 35(7): 900 – 917  
所谓运动体, 是指相对于地球有运动的且具有某  
种用途或能完成某种任务的系统或平台. 而本文所指  
的陆用运动体是指以坦克与装甲车辆, 防空武器, 导  
航与指挥自动化系统, 以及弹药与制导兵器为代表的  
地面战场使用的常规重型机械化装备和轻型地面作  
战装备及相应的作战指挥系统.  
空间不断延伸, 作战方式愈加多样化. 与此同时, 其作  
战环境也变得高度复杂, 对抗性加剧. 陆用运动体在  
控制、优化与决策中既要考虑自身的特点和环境状况,  
也必须考虑敌方及友邻的状况. 由于各类型的陆用运  
动体具有不同的特点, 所以在控制过程中存在不同种  
类的难度. 例如压制火炮具有重量大、负载大、惯量大  
等特点. 但在战场环境中受机械振动、传动摩擦等各  
在信息化和网络化的背景下, 陆用运动体的作战  
收稿日期: 2018−03−05; 录用日期: 2018−06−22.  
†通信作者. E-mail: ; Tel.: +86 13126693283.  
本文责任编委: 宗群.  
“2017年智能控制研讨会”论文, 黄琳院士推荐.  
国家自然科学基金项目(61573062, 61621063, 61673058), 国家自然科学基金重大国际(地区)联合研究项目(61720106011), 北京智能机器人与系统  
高级创新中心(北京理工大学), 仿生机器人与系统教育部重点实验室(北京理工大学)资助.  
Supported by the National Natural Science Foundation of China (61573062, 61621063, 61673058), the Projects of Major International (Regional)  
Joint Research Program NSFC (61720106011), the Beijing Advanced Innovation Center for Intelligent Robots and Systems (Beijing Institute of Tech-  
nology) and the Key Laboratory of Biomimetic Robots and Systems (Beijing Institute of Technology), Ministry of Education.  
第 7 期  
方浩等: 陆用运动体多系统协同中的智能优化与控制  
901  
种因素的干扰, 会产生多种误差, 影响射击精度; 而防  
空高炮为了提高毁歼概率, 需要提高对机动目标的预  
测和建模能力, 以及解决多约束下火力的优化布阵问  
题. 同时, 针对低空高速目标, 需要提高快速调炮和拦  
阻射击控制能力; 对于坦克而言, 影响其射击精度和  
反应时间的最主要因素是火控系统的高精度稳定与  
控制, 其中的关键技术主要有行进间瞄准线的高精度  
稳定控制和高机动目标的动态建模; 火箭弹具有威力  
大、火力猛、机动性好的特点, 但是其射弹散布较大,  
为了提高打击精度, 需要在弹道误差的测量与建模,  
修正量的解算和修正控制等方面进行研究.  
布化与智能化;  
2) 高速运动体在多维度空间上需要具备协同机  
动与拦截能力;  
3) 陆用运动体多系统的协同控制要求良好的智  
能性与安全性;  
4) 陆用运动体高精度火力控制需要具备参数快  
速自学习与高精度随动控制能力.  
面对以上现实需求与挑战, 针对陆用运动体多系  
统协同中的智能优化与控制, 提炼出以下科学问题:  
1) 多系统协同指挥控制中的优化与决策;  
2) 多维高速运动体的协同制导与编队控制;  
信息化条件下陆用运动体具有的特征是: 智能化、  
自动化、网络化. 陆用运动体的智能优化与控制系统  
是一种在信息智能处理基础上给出任务决策, 配合操  
作者完成作战任务的系统. 具有自主性、灵活性、共享  
性和可靠性, 能够完成态势感知、敌我识别、信息共  
享、自主诊断、辅助决策、任务链动态构架等功能, 并  
具有良好的人机交互性. 陆用运动体正在向一个集战  
场侦察、战术决策、目标打击和杀伤性评估等于一体  
的智能控制系统方向发展.  
3) 陆用运动体群集运动的智能与安全控制;  
4) 非线性随动系统的建模与控制.  
本文之后的内容安排如图1所示. 首先, 在第1节  
中, 将从指挥及决策层面介绍关于多协同指挥控制中  
优化与决策方面的国内外研究进展, 包括不确定及受  
约束条件下的动态决策模型设计与求解, 协同指挥知  
识体系及智能表征模式和基于角色知识的有人/无人  
协调指挥. 随后, 在第2节和第3节中将从控制层面对  
陆用运动体协同控制中的相关问题进行综述. 第2节  
将针对防空及远程精确打击背景下的多维高速运动  
体的协同制导与编队控制研究情况进行介绍. 第2节  
将针对陆用运动体群集运动的智能与安全控制问题,  
从有人/无人系统的共享控制技术、安全控制与攻击  
检测以及非合作行为检测三方面对相关研究进展及  
技术手段进行总结. 而作为实现陆用运动体协同控制  
的基础, 关于非线性随动系统的建模与控制问题的研  
究进展将在第4节进行介绍. 最后一节将对陆用运动  
体多系统协同问题进行总结和展望.  
现代战争中多系统协同正在成为陆用运动体作战  
的主要模式. 其内涵是以信息为纽带, 将分布的作战  
单元有机连接起来, 形成一个有机、广义上的武器系  
统, 实现多系统在时间、空间、模式、任务等多维度上  
的协同, 最终形成目标探测、跟踪识别、自主控制、智  
能决策、精确打击和损伤评估完整链条. 为适应未来  
作战的需要, 实现陆用运动体的多系统协同, 结合陆  
用运动体各自的特点, 对陆用运动体的研究提出了如  
下现实需求:  
1) 陆用运动体的多系统协同要求指挥决策的分  
图 1 各部分内容安排及其关系  
Fig. 1 Content and relationship of the following sections  

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