无人机自主协同作战是未来无人机发展的必然趋势,无人机协同任务规划问题研究是无人机自主控制的关键内容。无人机任务规划是指通过一定的规划算法为无人机确定任务方案,以获得最优作战效能并保证无人机的生存概率。本文对无人机协同任务规划问题的研究背景和意义进行阐述,分析国内外研究现状,在此基础上对无人机协同任务规划方法进行研究。首先,对无人机协同任务规划问题进行分析,建立层次系统结构,将任务规划问题解耦,分别对协同任务分配和协同航迹规划进行建模。根据实际战场情况提取影响任务分配和航迹规划的关键因素,分别建立环境模型、地形模型、威胁模型、任务规划的约束条件、任务效能模型和航迹综合评价指标。其次,使用混沌离散粒子群算法分别对无人机单类任务静态分配问题和基于事件驱动的多类任务动态分配问题进行求解。根据任务分配模型进行粒子编码和离散化,并加入线性惯性因子和混沌优化算法构成混沌离散粒子群混合优化算法。分配中建立多原则决策机制,满足不同作战需求,并引入事件驱动任务分配机制,以平衡负载原则辅助分配,实现有时序约束的多类任务动态分配。通过仿真实验验证该算法可有效解决不同情况下无人机任务分配问题,且相比传统算法具有更好的寻优能力和稳定性。接着,基于协同进化蚁群算法对无人机协同航迹规划问题进行求解,在传统蚁群算法的基础上构建由多个子群组成的人工蚂蚁系统,采用协同进化的并行计算机制进行优化。同时,增加引导因子和阻塞因子,避免盲目搜索和子群相撞,引入感知自适应状态转移和模糊信息素调整机制,使蚂蚁通过感知环境变化自适应选择不同的状态转移方式并动态调整信息素。通过仿真实验验证该算法可有效解决无人机协同航迹规划问题,且与传统算法相比可有效避免早熟,提高解的质量和稳定性。最后,基于上述无人机协同任务规划方法,设计和开发了一款无人机协同任务规划仿真系统软件,采用模块化多功能用户界面设计,实现了环境模拟、目标模拟、无人机部署、算法参数设置、威胁评估、毁伤评估、自动任务规划、作战态势动态模拟等一系列功能。具有良好的人机交互性能,且对实际作战的无人机指挥控制系统具有较高的可移植性和可实现性。