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期刊信息/Journal information
系统工程与电子技术
系统工程与电子技术

施荣

月刊

1001-506X

xtgcydzjs@126.com

010-68388406

100854

北京142信箱32分箱

系统工程与电子技术/Journal Systems Engineering and ElectronicsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊被美国《工程索引》(EI)、英国《科学文摘》（SA）收录，是全国中文核心期刊、《中国科技论文统计源》用刊、《中国科学引文数据库》来源期刊、全国优秀科技期刊。它是面向高科技开发和应用的跨学科期刊，以传播新技术、促进学术交流为宗旨，坚持深度与广度、理论与应用相结合的方针，努力反映系统工程与电子技术两大领域的最新成就，报道的主要内容包括：系统科学、军事系统分析、飞行器控制、雷达、光电探测技术、信息获取与处理、运筹学管理与决策技术等。
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    多无人机协同任务规划方法研究综述

    王建峰贾高伟郭正侯中喜...
    3437-3450页
    查看更多>>摘要：随着通信技术的发展,未来多无人机系统将会朝向集群化、自主化和智能化方向发展.通过单元间的信息融合和能力互补,多无人机系统可以打破自身能力壁垒,形成多样化的任务能力.任务规划是多无人机系统协同应用的顶层设计,属于带约束的组合优化问题,是在任务需求、单元能力和环境态势的影响下,优化求解获得满足要求的、优化的任务执行方案.从问题表征建模和方案求解评估两个角度梳理现有研究,从场景分析、任务分配和航迹规划3个方面总结问题表征建模部分的研究,从求解算法和效能评估两个方面总结方案求解评估部分的研究.最后,分析未来无人机任务规划研究中值得关注的若干方向.

    多无人机系统任务规划问题表征及建模方案求解评估

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    复杂软件系统双向耦合论证设计方法

    罗睿黄今辉王双双孔德照...
    3451-3461页
    查看更多>>摘要：复杂软件系统的特点决定了无法沿用 自顶向下、计划驱动的传统软件开发方法实施构建,其复杂软件系统设计更倾向于规划设计,目的是为在软件过程层面上提供系统为适应环境和需求变化而实施调整的适应性演化高层决策.针对现有基于模型的系统工程方法和工具在适应演化分析方面存在的不足,提出复杂软件系统双向耦合论证设计方法及其关键技术,为综合自上而下、自下而上的论证设计提供了明确的实现路径和技术方法,可为工作性质类似的发展路线图、五年发展规划等装备战略管理工作提供有益借鉴.

    复杂软件系统基于模型的系统工程发展路线图装备战略管理

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    考虑安全性需求的航空电子网络可靠性模型

    赵长啸汪鹏辉田小艺汪克念...
    3462-3472页
    查看更多>>摘要：航空电子网络的可靠性水平表征其对航电任务完成能力的支撑程度,基于单一连通性考虑的网络可靠性模型仅涵盖了网络的结构信息,无法有效评价网络对不同安全关键任务的支撑能力,影响对网络安全性的真实评价.提出了一种综合考虑任务安全关键属性和网络结构属性的航电网络可靠性分析模型.基于安全关键度邻接矩阵,采用边扩张分解创建网络的有序二叉决策图,实现对网络可靠性的评价.通过分析实际航空电子全双工交换式以太网(avionics full-duplex switched ethernet,AFDX)交换机网络,在加入4个等级的任务安全约束(safety constraint of task,SCT)后,可有效剔除高风险路径,任务在网络中可传输的链路安全关键度累积平均分别降低1.19％、9.47％、29.18％和 58.14％.

    安全性航空电子网络有序二叉决策图可靠性

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    动态拓扑下四旋翼无人机集群蜂拥控制

    殷雅萱张安毕文豪杨盼...
    3473-3483页
    查看更多>>摘要：针对动态拓扑下无严格构型约束的无人机集群协同控制问题,基于四旋翼无人机(quadrotor un-manned aerial vehicle,QUAV)内外环串级控制思想,提出一种QUAV集群蜂拥控制策略.引入卡尔曼一致性滤波(Kalman-consensus filter,KCF)算法对带有噪声的通信数据进行融合,实现对变速度领导者状态的精确估计;考虑无人机集群拓扑的动态变化及可扩展性需求,设计基于KCF的蜂拥控制算法以实现无人机集群位置控制,利用李雅普诺夫稳定性定理证明算法的稳定性;基于大脑情感学习(brain emotional learning,BEL)模型设计姿态控制器,实现了 QUAV的姿态控制.通过仿真实验验证了控制算法的有效性.

    无人机集群蜂拥控制动态拓扑卡尔曼一致性滤波大脑情感学习

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    基于冲突点到达时间的航空器自主间隔控制律

    李岱潍汤新民陆晓娜汤盛家...
    3484-3491页
    查看更多>>摘要：在航路巡航阶段将部分间隔保持责任由管制员移交给飞行员,可在降低管制负荷的同时提升空域安全运行效率.针对新一代分布式空管模式,本机航空器基于交叉点到达时间将存在潜在冲突的 目标航空器作为间隔控制目标机,构建交叉冲突中分别基于时间与空间的指定间隔值的自主间隔控制模型;以调整航空器机动飞行的校准空速作为航空器的自主间隔控制策略,通过控制本机航空器校准空速实现对两航空器间隔的有效控制.设置水平交叉冲突场景进行仿真对比实验,仿真结果表明了所提间隔控制策略用于分布式自主间隔保持的有效性及实用性.

    空中交通管理自主间隔控制水平交叉冲突冲突点到达时间

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    有翼飞行器初制导阶段两段式协同集结方法

    徐星光何星才任章
    3492-3505页
    查看更多>>摘要：针对多枚有翼飞行器初制导阶段跨大空域飞行的协同集结问题,将协同集结问题转化为初始部署点到编队协同飞行区域之间的时间与位置协同问题.将协同集结过程划分为两个阶段,第一阶段飞行器间无信息交互,设计了带有集结角度约束的第一阶段时间协同集结方法,为各枚飞行器指定共同的集结时间和集结角度,采用模糊逻辑实现航迹控制与速度控制的合理分配,在可靠建立通信拓扑且满足终端放宽判断条件后,转入第二阶段协同集结飞行.第二阶段飞行器利用相互间构建的通信拓扑交互信息,为跟随者飞行器设计了基于编队跟踪控制的协同集结方法,通过李雅普诺夫理论对闭环系统稳定性进行了证明.仿真算例验证了所提方法的有效性.

    有翼飞行器协同集结领-从模式模糊逻辑编队跟踪控制

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    融合动态奖励策略的无人机编队路径规划方法

    唐恒孙伟吕磊贺若飞...
    3506-3518页
    查看更多>>摘要：针对未知动态环境下无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队路径规划问题,提出融合动态编队奖励 函数的多智能体双延迟深度确 定性策略梯度(multi-agent twin delayed deep deterministic strategy gradi-ent algorithm incorporating dynamic formation reward function,MATD3-IDFRF)算法的 UAV 编队智能决策方案.首先,针对无障碍物环境,拓展稀疏性奖励函数.然后,深入分析UAV编队路径规划中重点关注的动态编队问题,即UAV编队以稳定的结构飞行并根据周围环境微调队形,其本质为每两架UAV间距保持相对稳定,同时也依据外界环境而微调.为此,设计基于每两台UAV之间最佳间距和当前间距的奖励函数,在此基础上提出动态编队奖励函数,并结合多智能体双延迟深度确定性(multi-agent twin delayed deep deterministic,MATD3)算法提出MATD3-IDFRF算法.最后,设计对比实验,在复合障碍物环境中,所提动态编队奖励函数能将算法成功率提升6.8％,将收敛后的奖励平均值提升2.3％,将编队变形率降低97％.

    强化学习奖励函数无人机动态编队路径规划

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    地月L1点低能转移轨道设计与优化

    乔琛远杨乐平
    3519-3527页
    查看更多>>摘要：针对地月空间平动点周期轨道与近地轨道之间的低能转移问题,提出一种地月L1(Earth-Moon L1,EML1)点Halo轨道到地球静止轨道(geostationary Earth orbit,GEO)的四脉冲低能转移轨道的设计方法.所提方法在扰动流形和Lambert弧段拼接的三脉冲转移轨道设计基础上,从分析轨道雅可比常数变化与速度增量关系的角度出发设计四脉冲低能转移轨道.数值仿真结果表明,四脉冲优化模型比三脉冲模型效率更高,可以得到更优的转移方案,有效解决了优化过程中由于搜索空间大、极值数量多而导致的优化结果不佳的问题.所提设计方法可以用于EML1其他周期轨道族与各类近地轨道的相互转移问题研究.

    地月空间平动点周期轨道不变流形低能转移轨道

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    无人机集群曲线虚拟管道空间满足规划

    肖士博齐国元邓嘉豪苏鹏鹏...
    3528-3535页
    查看更多>>摘要：虚拟管道宽度直接影响了管道内无人机的流速,但目前虚拟管道规划的方法并不能保证管道宽度,容易造成堵塞,严重影响无人机通行效率.对此,提出一种虚拟管道空间满足规划方法,可以在包含障碍物的环境中得到一条满足虚拟管道空间要求的管道生成线.主要包括路径搜索和轨迹优化,基于快速探索随机树*(rapidly exploring random tree*,RRT*)搜索,通过空间检测判断每段路径周围是否有足够空间,若无足够空间则重新拓展搜索,替换掉空间不足的路径段.在轨迹优化过程中,使用均匀B样条参数化轨迹,并设计碰撞代价函数和光滑代价函数,使轨迹远离障碍物,为虚拟管道规划提供足够空间.仿真测试验证了所提方法在大规模集群中的优越性和鲁棒性.在仿真测试中,15架无人机集群通行时间平均降低20％.

    虚拟管道四旋翼飞行器运动规划路径搜索均匀B样条空间满足

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    基于通信功率自适应的无人机集群协同导航控制方法

    刘兴宇蒋志彪蒋天瑞郭荣化...
    3536-3546页
    查看更多>>摘要：分群现象是无人机集群在运动过程中出现的不利情形,部分无人机形成小簇,脱离群体.特别是在电磁环境复杂、通信资源紧张的通信受限情形下,集群无人机无法获取、利用周围所有邻居信息,发生分群现象的概率增大,严重影响任务的正常执行,为此设计了一种基于通信功率自适应的无人机集群协同导航控制方法.控制方法一是包括交互对象选择机制,确保唯一领导者的影响力可以迅速传递至整个集群,二是包括传输半径控制机制,可以基于模糊控制方法实现,自适应地调整集群无人机的通信功率.仿真实验结果表明,所提控制方法一方面可以增强集群鲁棒性,避免分群现象发生,实现通信受限情形下的仅单架领导者存在的大规模集群导航;另一方面可以降低无人机集群的整体能量消耗,控制无人机集群的任务成本.

    无人机集群通信功率自适应分群现象协同控制方法

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