《微小型无人飞行器协同控制技术》主要介绍了无人飞行器协同控制技术的发展，对协同优化方法的架构和具体算法进行了详细描述。在此基础上重点对无人飞行器协同任务分配模型和协同航迹规划模型进行论述，并对仿真方法和仿真结果进行了分析，对微小型无人飞行器集群作战方法进行了研究，最后对无人飞行器协同任务和航迹评价方法进行了讨论。《微小型无人飞行器协同控制技术》内容建立在多年相关领域教学和科研工作基础之上，是对巡飞器等多种微小型无人飞行器关键技术攻关和样机研制过程中的经验总结，对未来其他无人系统协同控制领域的研究具有很好的借鉴作用。
　　本书可以作为兵器、航空航天等国防科技领域工程技术人员及科研工作者的学习参考书，也可以作为相关专业的研究生教材。

　　第1章  微小型无人飞行器概述
　　无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle)是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞行器。由于翻译的不同，无人飞行器大多时候也通俗地称为无人机。微小型无人飞行器(Micro．UnmannedAerial Vehicle)是一种相对尺度较小的无人飞行器’其显著特点是体积小、重量轻、相对成本低、编队集群完成任务等。当多架微小型无人飞行器共同执行一项或者多项任务时，我们认为它们此时组成了一个飞行编队，可以通过协同控制技术对其进行智能化的控制，以达到系统效能的最优。为了更加清晰地呈现MAV及其协同控制技术的发展，下面将对无人飞行器的发展历史、典型分类、系统的关键技术及未来发展趋势进行介绍。
　　1．1  无人飞行器的发展历史
　　无人飞行器走上历史舞台已近百年。1917年，英国人成功研制出世界上第一架无人飞行器。但是，直到20世纪50年代，无人飞行器才得到广泛应用。在军事领域，无人飞行器最初用作靶机，类似靶弹。随着战争的需要、技术的进步，无人飞行器在侦察、监视、电子对抗等方面大显身手。无人飞行器大致经历了无人靶机、预编程序控制无人侦察机、指令遥控无人侦察机和复合控制多用途无人机的发展历程。
　　与有人驾驶飞行器相比，无人飞行器具有一些明显的优势：不需要冒人员伤亡的风险、成本较低、不需战斗机护航即可以潜入高威胁区执行多种任务等。无人飞行器任务领域逐步拓展到侦察监视、目标搜索、火力校正、毁伤评估、数据中继、火力打击等。在1991年海湾战争、1999年科索沃战争和2003年伊拉克战争中，多种军用无人飞行器发挥了重要作用。
　　1．1．1  从历史角度看无人飞行器的发展
　　“自主性机械”的首次具有突破性的报道是来自于意大利南部的Archytas，那是一个被达芬奇称之为古代世界的时期。在公元前425年，第一架尤人飞行器被制造出来，Ⅻ是一只可以通过挥动自己翅膀飞行的机械鸽子，从它的肚子中的一个机械装置获取能量，如图1．1所示。据称它能在能量用尽坠到地面前飞行两百多米，而且如果它的机械装置不重新设置，这只鸽子就不能再次飞起来。
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第1章 微小型无人飞行器概述
1.1 无人飞行器的发展历史
1.1.1 从历史角度看无人飞行器的发展
1.1.2 近代无人飞行器的发展
1.2 无人飞行器的分类
1.2.1 按特性分类
1.2.2 按航行能力分类
1.3 无人飞行器系统的关键技术
1.4 无人飞行器的未来发展趋势
第2章 微小型无人飞行器协同控制技术的发展
2.1 协同控制简介
2.2 协同控制技术发展
2.2.1 协同控制技术的历史与现状
2.2.2 协同控制技术的发展趋势
第3章 微小型无人飞行器协同优化方法
3.1 多目标优化问题的求解方法概述
3.1.1 多智能体系统控制架构
3.1.2 集中式任务分配方法
3.1.3 分布式任务分配方法
3.1.4 微小型无人飞行器协同控制优化方法简介
3.2 动态规划算法
3.2.1 动态规划算法简介
3.2.2 动态规划方法原理
3.3 Dijkastra算法
3.3.1 Dijkstra算法简介
3.3.2 Dijkstra算法原理
3.4 蚁群算法
3.4.1 蚁群算法简介
3.4.2 蚁群算法原理
3.4.3 蚁群算法的发展与改进
3.5 遗传算法
3.5.1 遗传算法简介
3.5.2 遗传算法原理
3.5.3 遗传算法的发展与改进
3.6 粒子群算法
3.6.1 粒子群算法简介
3.6.2 粒子群算法原理
3.6.3 粒子群算法的发展与改进
3.7 模拟退火算法
3.7.1 模拟退火算法简介
3.7.2 模拟退火算法原理
3.7.3 模拟退火算法的发展与改进
3.8 A*算法
3.8.1 A*算法简介
3.8.2 A*算法原理
3.9 D*算法
3.9.1 D*算法简介
3.9.2 D*算法的基本原理
3.10 合同网协议方法
3.10.1 合同网协议方法简介
3.10.2 合同网协议方法原理
3.10.3 合同网协议方法的发展与改进
3.11 黑板模型
3.11.1 黑板模型简介
3.11.2 黑板模型原理
第4章 微小型无人飞行器协同任务分配模型
4.1 协同控制基本知识简介——平面Dubins路径
4.1.1 基本知识
4.1.2 Dubins路径的基本概念
4.1.3 微分几何法计算Dubins路径长度
4.1.4 两点间Dubins路径生成
4.1.5 平面内两点间Dubins路径仿真
4.2 协同任务分配问题描述
4.2.1 任务描述
4.2.2 对于单个目标的任务定义
4.3 系统动力学建模及任务分配的数学模型
4.4 协同任务分配动态决策树模型
4.4.1 基本概念：图和树
4.4.2 动态决策树模型
4.4.3 优化目标及约束条件
4.5 搜索算法研究
4.5.1 分支定界树搜索算法
4.5.2 算法时间复杂度分析
4.6 实例仿真
4.6.1 预定搜索方式下的多任务分配仿真
4.6.2 随机条件下多任务分配仿真
4.6.3 与典型CTAP动态算法的比较
4.7 小结
第5章 微小型无人飞行器协同航迹规划
5.1 微小型无人飞行器航迹规划
5.1.1 微小型无人飞行器战场介入阶段航迹生成
5.1.2 微小型无人飞行器障碍环境下静态航迹生成方法
5.1.3 微小型无人飞行器实时避障动态航迹生成方法
5.2 微小型无人飞行器协同航迹规划
5.2.1 Dubins路径及其曲率变化
5.2.2 MAV群同时到达目标的路径规划方法
5.2.3 算法及仿真
5.3 小结
第6章 微小型无人飞行器集群作战研究
6.1 微小型无人飞行器集群作战原理
6.2 微小型无人飞行器集群协同作战的关键技术及方式
6.2.1 微小型无人飞行器集群协同作战的关键技术
6.2.2 微小型无人飞行器集群协同作战方式
6.3 微小型无人飞行器集群协同作战系统模型研究
6.3.1 群体状态转移模型
6.3.2 群体系统动力学模型
6.4 无人飞行器集群作战研究
6.4.1 基本假设与符号描述
6.4.2 作战场景的分析及作战研究
6.5 小结
第7章 微小型无人飞行器协同任务和航迹评价方法
7.1 评价的必要性
7.2 基于毁伤效能最优的评价方法
7.2.1 炸点的确定
7.2.2 目标描述
7.2.3 目标坐标杀伤规律
7.2.4 随机数的产生
7.2.5 样本容量的确定
7.3 基于飞行性能最优的评价方法
7.3.1 影响航迹规划评价的因素
7.3.2 基于Simulink的飞行器六自由度弹道模型
7.4 评价计算
7.4.1 仿真初始条件
7.4.2 仿真结果分析
7.5 小结
参考文献