本书主要介绍多无人飞行器在动态复杂环境下的在线任务分配；多无人飞行器可飞行航迹自主优化生成技术及相应的航迹跟踪控制技术；无人飞行器避障导引方法。本书是作者多年来科研学术成果的一个总结，书中给出了大量的仿真实例，便于读者自学和进一步开发。本书为从事无人飞行器自主协同控制、规划的广大科技工作者提供了重要的理论和实际参考，同时也可作为导航、制导与控制等专业的高年级本科生、研究生和教师的参考书。
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前言0
第1章 绪论11.1 研究背景与意义1
1.2 国内外研究现状21.2.1 多UAV自主任务分配研究2
1.2.2 飞行器在线航迹规划研究3
1.2.3 避障及避碰问题研究5
1.2.4 航迹跟踪控制问题研究6
1.2.5 避障导引问题研究8
1.3 研究现状评述9
1.4 本书的主要研究内容10
第2章 多UAV自主任务分配研究122.1 引言12
2.2 多UAV任务分配的体系结构132.2.1 集中式体系结构13
2.2.2 分布式体系结构13
2.3 多UAV协同自主任务分配问题描述及建模142.3.1 多UAV协同自主任务分配的指标描述15
2.3.2 多UAV协同自主任务分配问题模型16
2.4 多UAV协同自主任务分配问题求解分析172.4.1 问题求解方法分析17
2.4.2 时间约束问题求解分析18
2.5 基于差分进化分布估计优化算法的任务分配192.5.1 标准分布估计算法及存在的问题19
2.5.2 差分进化操作20
2.5.3 基于差分进化分布估计算法的分布式任务预分配阶段求解21
2.6 基于通信协商的一致性任务分配阶段求解262.6.1 多优势个体协商机制26
2.6.2 通信协商过程27
2.7 算法仿真验证与分析28
2.8 本章小结32
第3章 基于PH曲线的二维可飞行航迹优化生成333.1 引言33
3.2 二维可飞行航迹生成问题描述34
3.3 基于PH曲线的二维可飞行航迹优化生成343.3.1 PH航迹生成方法34
3.3.2 二维PH曲线分析37
3.3.3 基于连续分布估计改进算法的航迹优化生成44
3.3.4 仿真验证与分析47
3.4 基于PH曲线的在线可飞行避障避碰航迹规划483.4.1 速度障碍法原理49
3.4.2 基于速度避障法的避障航迹规划51
3.4.3 多UAV避碰航迹规划方法54
3.4.4 仿真验证与分析54
3.5 本章小结57
第4章 基于PH曲线的三维可飞行航迹优化生成584.1 引言58
4.2 三维在线可飞行航迹规划问题描述584.2.1 三维PH曲线航迹规划约束及性能指标58
4.2.2 三维PH曲线航迹生成方法60
4.2.3 三维PH曲线航迹规划分析62
4.3 三维航迹优化生成66
4.4 三维航迹生成仿真验证与分析69
4.5 降维避障及三维避碰航迹规划724.5.1 降维动态避障原理73
4.5.2 多UAV避碰三维航迹规划76
4.5.3 仿真验证与分析76
4.6 基于三维速度障碍法的UAV空间自主避障规划794.6.1 三维空间速度障碍法80
4.6.2 单障碍最优避障策略83
4.6.3 多障碍避障策略86
4.6.4 三维空间避障规划仿真与分析91
4.7 本章小结95
第5章 UAV航迹跟踪控制律设计975.1 航迹跟踪控制模型的建立97
5.2 基于非线性动态逆的二维PH航迹跟踪控制律设计101
5.3 二维PH航迹跟踪控制仿真103
5.4 基于降维设计的三维PH航迹跟踪控制1065.4.1 三维PH航迹跟踪控制模型的建立106
5.4.2 三维PH航迹跟踪控制律设计109
5.5 三维PH航迹跟踪控制仿真1115.5.1 仿真初始化条件111
5.5.2 仿真结果及分析111
5.6 鲁棒跟踪控制1135.6.1 鲁棒跟踪控制律设计113
5.6.2 仿真验证117
5.7 本章小结122
第6章 无人飞行器避障导引研究1236.1 引言123
6.2 威胁判断123
6.3 基于比例导引避障策略124
6.4 避障完成时间估计及机动性能约束分析1266.4.1 避障完成时间估计126
6.4.2 机动性能约束分析128
6.5 目标到达130
6.6 二维避障导引仿真分析130
6.7 三维避障研究1356.7.1 平面分解135
6.7.2 威胁判断136
6.7.3 基于比例导引避障策略137
6.7.4 仿真分析139
6.8 本章小结143
参考文献145
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