基于Agent与元胞自动机的无人机集群混合式控制

被引：7

作者：

肖宗豪 ^{[1
]}

张鹏 ^{[2
]}

迟文升 ^{[2
]}

刘畅 ^{[3
]}

机构：

[1] 空军工程大学研究生院

[2] 空军工程大学装备管理与无人机工程学院

[3] 中国人民解放军部队

来源：

北京航空航天大学学报 | 2021年 / 11期

关键词：

无人机集群; 混合式结构; 编队控制; Agent模型; 元胞自动机;

D O I：

10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0385

中图分类号：

V279 [无人驾驶飞机]; V249 [飞行控制系统与导航];

学科分类号：

1111 ; 081105 ;

摘要：

高效有序的集群控制方式是集群顺利完成作战任务的前提。针对无人机集群控制问题,结合集中式与分布式2种控制方式,提出基于Agent与元胞自动机的集群混合式控制。从无人机集群作战流程出发构建了无人机集群控制体系框架、通信拓扑结构及集群控制规则,将集群个体由上至下分为中心长机、小组长机、个体无人机3个层次,高层级对低层级采用自上而下的集中式控制,同层级采用自下而上的分布式控制。在此基础上,利用Agent模型的层次性与元胞自动机模型的同质性,设计了基于Agent与元胞自动机的集群混合式控制模型,实现2种控制方式有效结合,元胞自动机模型实现集群基本的聚合、分离、速度一致规则,Agent模型实现不同层级个体间的协同交互规则。在编队集结与保持任务背景下,对分布式、集中式与混合式3种控制进行对比仿真,结果表明:基于混合式控制的集群在编队可控性、跟随性、一致性以及降低通信负载等方面具有明显优势,验证了混合式集群控制方法的有效性。

引用

页码：2344 / 2359

页数：16