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集群系统协同控制理论及在无人机集群中的应用

集群智能是人工智能的重要研究领域，也是单体智能未来发展的必然趋势。无人机是智能化无人系统中的典型对象，在军事及民用领域都有着广阔的应用空间。以无人机集群为代表的智能集群系统具有大规模性、开放性、高动态性及强鲁棒性等典型特征。这些特征使得针对智能集群系统协同控制的相关算法需要能够分布式实现。本报告主要针对智能集群系统协同控制中的分布式时变编队控制技术、编队跟踪控制技术及编队-合围技术进行分别介绍，并结合在多无人机系统上的系列飞行试验对所提出技术的有效性进行演示验证，最后以所参加的空军“无人争锋”智能无人机集群系统挑战赛密集编队穿越竞速的比赛为例进行应用展示，并对未来的可能发展方向进行了概述。

国家优青、国家青托，清华大学博士，新加坡南洋理工大学博士后，北京航空航天大学博士生导师。中国指挥与控制学会青年科学家，担任中国指挥与控制学会集群智能与协同控制专业委员会总干事、中国自动化学会青年工作委员会副秘书长、北京航空航天大学人工智能研究院副院长、国防旗舰期刊《指挥与控制学报》、《航天控制》及《航空兵器》等编委。

主要研究集群智能、协同制导控制、协同决策规划及飞行器集群，理论与实践并重，研发了基于无人机和无人车的集群智能协同验证平台并开展了系列试验验证，支撑完成2018和2021年空军无人争锋比赛无人机密集编队穿越竞速飞行分别获得唯一优胜奖和冠军。以第一和通讯作者在IEEE TAC和TCST等汇刊以及Automatica等国际知名期刊发表SCI论文80余篇，在Springer和Taylor & Francis出版英文专著2部，授权/受理国家发明专利30余项。

研究成果获得中国指挥与控制学会科技进步一等奖、创新奖一等奖，中国发明协会创新奖一等奖、中国产学研合作创新与促进成果奖二等奖，吴文俊人工智能优秀青年奖，IEEE CSS Beijing Chapter 青年作者奖及Springer优秀博士论文等奖励和荣誉。