【摘 要】
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本论文依据动态对抗环境下无人集群协同感知、规划与控制的应用需求,设计典型无人机协同对抗应用场景,构建面向高速目标拦截的无人机集群执行电子对抗软件系统。无人机集群通过搭载低功耗的电子干扰设备,依据集群智能的无中心式协同控制模型实现无人机自适应协同任务分配、航路规划和抵近式干扰,形成对三维空间中多个随机方位高速入侵目标的持续拦截能力,实现对我方保护对象的安全保障。具体地,本论文构建了面向多智能体的集群
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本论文依据动态对抗环境下无人集群协同感知、规划与控制的应用需求,设计典型无人机协同对抗应用场景,构建面向高速目标拦截的无人机集群执行电子对抗软件系统。无人机集群通过搭载低功耗的电子干扰设备,依据集群智能的无中心式协同控制模型实现无人机自适应协同任务分配、航路规划和抵近式干扰,形成对三维空间中多个随机方位高速入侵目标的持续拦截能力,实现对我方保护对象的安全保障。具体地,本论文构建了面向多智能体的集群协同软件体系架构,建立面向群体智能的无人机协同控制算法,通过实现形成无人机集群协同对抗仿真环境,系统地模拟了无人机集群自主协同决策过程。无人机仅依据局部态势的观测,通过构建模型空间信息素向量,基于对抗行为规则以及信息素的分布,进行无中心式的任务动态规划并自适应产生无人机飞行路径和干扰行为。该群体智能算法最终形成对入侵目标持续干扰欺骗的行为“涌现”,验证了无人机集群的自主决策与协同任务规划效能。本论文主要研究内容包括以下三部分:(1)无人机集群的软件多智能体建模,包括:对抗环境模型;无人机个体的智能体建模(无人机状态,对抗行为,无人机观测,无人机对抗效用等);无人机集群的多智能体建模(集群协同效用目标,集群对抗状态与态势等);入侵目标的智能体建模等;(2)面向群体智能的无人机集群协同对抗控制算法的构建,包括:无人机集群信息素构建,协同任务分配,个体航路规划与电子对抗行为规划等群体智能算法的设计与实现。(3)典型应用场景下无人机集群协同对抗仿真验证系统的实现,包括:无人机协同信息交互中间件的设计与实现;典型应用场景下的仿真环境的搭建;协同对抗效能的建模与可视化;对抗双方多智能体协同的设计与实现等。
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