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当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology

个控制、决策与管理一体化的拟人智能系统，要求我们从一体化的角度系统地设
计和分析控制、决策与管理各环节，系统地考虑控制、决策与管理体系结构、机
制和实现途径。目前，这些研究还缺乏必要的数学工具的支撑。
第三，事件驱动与时间驱动的混合动态系统。未来飞行器控制、决策与管
理系统不论是单机、多机或集群都是以事件驱动与时间驱动的混合动态系统为

特征。如单机的容错飞行控制系统都是基于连续时间的系统状态来判断故障事
件，由故障事件驱动容错与重构机制以保障飞机正常飞行：集群的态势评估、
资源分配、任务规划也都需要连续量的控制及符号推理和决策。已有的事件驱

动与时间驱动的混合动态系统的建模与控制研究领域的理论与方法还不能适应
网络化环境下的控制、计算与通讯一体化问题和面向不确定性的控制、决策与
管理一体化问题。
（二）无人系统自主性带来的挑战
1991 年海湾战争，无人机的价值首次得到共识，国际社会普遍认为：谁拥

有先进的高智能化的无人作战飞机，谁将先行掌握战场主动权，现代武器系统向
无人化和智能化发展已成为必然趋势。
无人机机上无人、复杂任务以及不确定动态环境决定了无人机系统必须具

备很高的自主性，真正实现非结构化环境下无人机的自主控制是一项具挑战性的
技术难题。自主性成为无人机的重要技术特征，体现了无人机处理不同任务和环
境的复杂性、动态性和不确定性的能力以及人机交互的程度。不同的智能行为等
级表征了无人机自主性的高低。美国空军研究实验室定义无人机自主控制能力分
为 10 个级别。无人机自主控制等级应该等价于有人驾驶飞机在不同任务条件下

驾驶员的不同智能行为等级。如果无人机 10 级自主控制行为是由驾驶员来完成，
把这 10 级自主控制行为影射到人类神经智能控制系统的执行层、组织协调层、
决策层三层递阶结构所支持的自主控制行为，情况如下：

（1）执行层（反射性行为）：1 级—遥引导；2 级—实时故障诊断。
（2）组织协调层 （程序性行为）：3 级—故障自修复和飞行环境自适应。
（3）决策层（决策性行为）：4 级—机载航路重规划；5 级—多机协调；6 级—
多机战术重规划；7 级—多机战术目标；8 级—分布式控制；9 级—机群战略目标；
10 级—全自主集群。

实现完全的无人机自主性是一项革命性的科学技术挑战，是一个渐进的发

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