协同飞行控制系统
作者：吴森堂 著
出版时间：2018年版
内容简介
《协同飞行控制系统》从仿生学角度论述群体协同的社会性依存关系，给出由社会态、匹配态和任务态三层结构构建的社会性依存模型及其原则，并用于刻画分析“由简成繁”的个体与群体之间的协同关系，以此来设计和构建飞行器自主编队的协同飞行控制系统。《协同飞行控制系统》系统地论述在社会性依存原则框架下协同飞行的基本概念与原理、自主编队飞行的数学描述与建模、协同飞行控制系统的体系结构与系统综合设计，以及飞行器自主编队协同飞行控制系统的仿真实验和验证试验等方面。
目录
目录
前言
主要符号表
第1章 概论 1
1.1 协同飞行控制系统概述 1
1.2 相关研究及其发展状态 4
1.2.1 无线自组织网络 5
1.2.2 战术数据链 6
1.2.3 动态航路规划 7
1.2.4 任务规划/目标动态分配 8
1.2.5 编队队形控制 9
1.2.6 网络控制系统 9
1.2.7 导弹协同制导控制技术 12
1.3 本书的主要内容和特色 13
第2章 协同飞行控制原理 14
2.1 群体协同基础理论 14
2.1.1 社会性依存原则 14
2.1.2 群体效能的度量 21
2.1.3 群体协同系统结构 26
2.2 自主协同飞行基础 30
2.2.1 协同性的概念 30
2.2.2 自主性定义与分级 31
2.2.3 自主编队协同飞行控制基础 34
2.3 协同飞行控制系统 57
2.3.1 社会性依存模型框架 57
2.3.2 协同飞行控制系统结构 59
2.3.3 导弹自主编队作战效能评估 66
第3章 协同信息获取系统 68
3.1 系统的结构组成 68
3.1.1 局部节点信息 68
3.1.2 网络特征信息 69
3.1.3 任务环境信息 69
3.2 系统的时空配准 69
3.2.1 时空配准的任务 69
3.2.2 偏差估计与补偿 70
3.2.3 空间配准方法 70
3.2.4 空间配准方法评价与选择 73
3.2.5 多传感器的时间配准 74
3.2.6 时间配准方法评价与选择 76
3.3 自主编队的相对导航 76
3.3.1 相对导航的任务 78
3.3.2 相对导航技术要求 79
3.3.3 基于卫星全球定位系统的相对导航 79
3.3.4 基于数据链的相对导航 88
3.3.5 基于单目视觉的相对导航 95
3.4 自主编队协同探测 105
3.4.1 概述 105
3.4.2 目标认知关联 105
3.4.3 目标协同定位 116
第4章 协同决策与管理系统 121
4.1 系统结构与运行机制 121
4.1.1 系统结构 121
4.1.2 导弹自主编队原则 122
4.1.3 作战效能指标 122
4.2 任务规划与目标动态分配 122
4.2.1 概述 122
4.2.2 任务规划的模型 124
4.2.3 静态任务规划 133
4.2.4 动态任务规划 142
4.2.5 分布式动态目标分配 151
4.3 协同航路规划 156
4.3.1 协同航路规划方法 157
4.3.2 航路平滑与指令转换 167
4.4 制导交班与协同制导 175
4.4.1 制导交班边界设计与分析 175
4.4.2 带角度和时间约束的协同制导律 179
4.4.3 分布式协同制导时间一致性 186
4.4.4 协同末制导仿真实验 195
4.5 自主编队离入队管理 201
4.5.1 离入队管理方法 201
4.5.2 离入队管理策略 203
4.5.3 离入队管理仿真实验 205
第5章 编队飞行控制系统 207
5.1 系统的结构组成 207
5.2 编队队形生成与导引 207
5.2.1 节点运动的动力学模型 207
5.2.2 随机系统模型与分析 215
5.2.3 队形控制系统的性能指标 217
5.2.4 编队队形生成与导引仿真实验 219
5.3 疏松编队飞行控制 222
5.3.1 导弹编队运动模型 225
5.3.2 编队飞行控制器设计 228
5.3.3 编队飞行控制器仿真实验 231
5.3.4 自主编队避障控制 233
5.4 密集编队飞行控制 238
5.4.1 动物群体运动行为分析 239
5.4.2 编队飞行控制的避碰方法 243
5.4.3 密集编队避碰问题 244
5.4.4 密集编队的避碰机理 247
5.4.5 密集编队控制器设计 250
5.4.6 密集编队避碰仿真实验 255
5.4.7 编队队形变换方法 258
5.4.8 编队转弯方式与队形拆分方法 265
第6章 成员飞行控制系统 270
6.1 系统结构与设计 270
6.1.1 系统的结构组成 270
6.1.2 飞航导弹典型弹道 271
6.1.3 飞行力学基础 274
6.1.4 导弹运动方程组 293
6.1.5 系统分析与设计 295
6.2 成员飞行控制系统鲁棒设计实例 302
6.2.1 导弹过载控制器设计 303
6.2.2 成员飞行控制器设计 306
第7章 协同支撑网络系统 312
7.1 概述 312
7.2 自主编队协同支撑网络系统 313
7.2.1 协同支撑网络分析 313
7.2.2 协同支撑网络系统结构 315
7.3 协同支撑网络协议 330
7.3.1 网络支撑协议的概念 331
7.3.2 网络通信协议总体设计 332
7.3.3 自组织时分多址访问 338
7.3.4 时隙分配协议 338
7.3.5 网络管理协议 345
7.3.6 分布式冗余簇首决策协议 351
7.3.7 分布式边界决策协议 353
第8章 协同飞行控制系统设计与验证 360
8.1 概述 360
8.2 系统验证试验环境 360
8.2.1 系统功能体系框架 361
8.2.2 实时数字仿真系统 361
8.2.3 硬件在环仿真测试系统 376
8.2.4 嵌入式等效试飞验证系统 380
8.2.5 等效试飞验证试验 391
参考文献 394
术语中英文对照表 407
