系统工程与电子技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (7): 1582-1589.doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2020.07.21

• 制导、导航与控制 • 上一篇    下一篇

多平台分布式协同作战下基于MPC-MAS的指挥控制模型设计

刘家义(), 岳韶华(), 王刚(), 张杰(), 姚小强()   

  1. 空军工程大学防空反导学院, 陕西 西安 710054
  • 收稿日期:2019-10-08 出版日期:2020-06-30 发布日期:2020-06-30
  • 作者简介:刘家义(1996-),男,硕士研究生,主要研究方向为防空反导指挥控制系统、基于强化学习的智能决策。E-mail:sixandone1@163.com|岳韶华(1968-),女,副教授,硕士研究生导师,硕士,主要研究方向为指挥信息系统、智能指挥控制。E-mail:zhouguoan@sina.cn|王刚(1975-),男,教授,博士研究生导师,博士,主要研究方向为机器学习、信息融合、指挥控制系统。E-mail:iamwg@163.com|张杰(1995-),男,硕士,主要研究方向为基于深度学习的作战多智能体研究、战术级防空反导指挥控制系统研究。E-mail:afeu_zhangjie@163.com|姚小强(1985-),男,副教授,硕士研究生导师,硕士,主要研究方向为智能信息处理、模拟训练与仿真。E-mail:yiceiul@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年科学基金(61703412);国家自然科学基金青年科学基金(61703426)

Design of command control model based on MPC-MAS under multi-platform distributed cooperative operation

Jiayi LIU(), Shaohua YUE(), Gang WANG(), Jie ZHANG(), Xiaoqiang YAO()   

  1. Air and Missile Defense College, Air Force Engineering University, Xi'an 710054, China
  • Received:2019-10-08 Online:2020-06-30 Published:2020-06-30
  • Supported by:
    国家自然科学基金青年科学基金(61703412);国家自然科学基金青年科学基金(61703426)

摘要:

在瞬息万变的网络化体系作战环境中,如何准确、及时地提取有用信息并作出决策,有效应对实际作战中作战效益低、资源损耗大、作战时间长等问题一直是研究的热点之一。本文以多平台协同完成对来袭目标的拦截任务为背景,提出了一种多平台分布式协同作战下基于模型预测控制(model prediction control, MPC)和多智能体系统(multi-agent system, MAS)的指挥控制系统模型。通过引入分布式多平台协同的模型概念,使各平台之间实现完全信息共享,并且采用全局分布-局部集中的决策结构,设计了分布式指挥控制的协同模型框架,选定蒙特卡罗方法进行仿真实验对比。实验结果证明了该模型具有收敛性好、误差低、损失值低等优点,可以高效地解决分布式环境下协同作战的指挥控制模型构建问题。

关键词: 分布式协同作战, 多智能体, 指挥控制模型, 冲突消解

Abstract:

In the rapidly changing networked system combat environment, it has always been one of the research hotspots about how to accurately and timely extract the useful information and make decisions to effectively deal with the problems of low combat effectiveness, large resource consumption, and long combat time in actual combat. Based on the background of multi-platform collaboration to complete the interception of incoming targets, a command control system model is proposed with the model prediction control (MPC) and multi-agent system (MAS) under multi-platform distributed collaborative operation. The model concept of multi-platform distributed cooperative enables the complete information sharing among various platforms, and adopts a global distribution-local centralized decision structure. A collaborative model framework for distributed command and control is designed. The simulation experiment results are selected for comparison with the Monte Carlo method, which prove that the model exhibits better convergence, low error, low loss value, and more effectively to solve the problem of constructing a command control model for collaborative operations in a distributed environment.

Key words: distributed cooperative operation, multi-agent, command control model, conflict resolution

中图分类号: