Page 47 - 当代控制理论及应用技术概论

第二章 飞行器控制研究

以上两个深刻的变化促进了控制系统的两个一体化：控制、计算与通讯一
体化和控制、决策与管理一体化，信息化环境提出了对两个一体化的需求，信息
化技术提供了两个一体化的使能技术，而两个一体化对飞行器控制的发展既是机
遇，又提出了如下的挑战：
第一，网络化环境下的控制、计算与通讯一体化。分布式计算、通信与传

感环境下的飞行器控制系统中，分布的计算单元基于分布的指令及传感信息计算
控制律，通过分布的执行器控制分布的对象，以达到系统的控制目标，这些分布
的活动是借助于分布的通信交互联系，以及共同的任务协同而构成一个系统 . 典

型的例子是多个无人机编队或有人机 / 无人机混合编队的编队保持与控制问题，
以及当编队任务变化，无人机数量变化，或环境变化的时候的编队重构问题。
因此，网络化环境下的控制、计算与通讯一体化要求我们系统地设计和分
析控制、计算与通讯各环节，系统地考虑通信、计算和传感的约束及误差，系统
地设计稳定的、具有要求品质的控制系统，对于基于 Internet 和无线网的简化网

络控制问题已有很多的研究，但对大型的实际问题还没有肯定的系统性答案。控
制、计算与通讯一体化理论框架呼唤控制、计算与通讯广泛领域的信息科学技术
研究者共同探索和构建。

第二，面向不确定性的控制、决策与管理一体化。对有人飞行器而言，其
优势在于处理不确定性的能力强，但是，“信息爆炸” 正在危及驾驶员的承受
能力，日益复杂的飞行、战斗任务提高了对驾驶员的决策和操作要求，视野之外
的攻防战术决策日益增加的需求，这些都要求飞行控制系统提供驾驶员智能决策
辅助，包括认知辅助、决策辅助、执行辅助，适时、适量地提供信息，适时、正

确地提供决策支持，适时、正确地指导驾驶操纵。在驾驶员智能决策辅助研究中，
知识获取、知识深度挖掘、高效人机交互和系统运行的实时性迫切需要理论和方
法的支持。

在飞行控制技术发展进程中，自动控制替代了飞行员的 “飞行” 能力，使
飞行员由传统意义上的“飞行” 向着“任务”的角色转变。随着飞行控制技术
的进一步发展，控制将进一步替代飞行员的 “任务” 能力。飞行控制系统的控
制功能从底层不断向高层移动，从常规控制拓展为控制、决策与管理，从而驱动
了有人机向具有智能决策辅助的有人机以及向具有处理不确定性能力的无人机的

发展 . 正确地、按不同时间尺度实时地处理各类不确定性的自主控制系统呼唤一

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