主要面向飞行器设计，自动化，探测制导与控制，信息工程等专业本科生开设

本实验以电子侦察任务为应用背景，将工程问题转化为学生可操作的学习任务：在单机环节，学生依据飞行姿态和系统响应分析控制效果，调整 PID 参数；在组网环节，学生开展链路预算与通信方案设计，分析信号冲突并探究解决方法；在集群环节，学生运用 Boids 模型和虚拟力场法设置协同与避障参数，观察集群运动状态并比较方案效果。实验过程可重复、参数可调整、结果可对比，有助于学生把理论知识用于系统分析和工程决策，同时为后续相关课程设计、综合实践及工程应用打下基础。

实验采用“由单机到集群、由基础到综合、由原理认知到方案优化”的递进式设计。第一环节聚焦无人机结构、动力学与控制，帮助学生建立单机系统认识；第二环节从单机扩展至多节点通信，训练学生从协议与链路角度分析集群组网问题；第三环节综合运用集群运动模型和避障方法，要求学生根据任务需求调整参数并评价协同效果。三个环节前后衔接，知识学习与交互操作相结合，既覆盖必要的专业基础，也体现综合设计与探索性学习要求。

实验过程中，学生通过选择方案、设置参数、提交操作、观察仿真反馈并修正方案主动完成任务。系统可围绕操作过程和仿真结果提供提示与评价，帮助学生定位问题、理解参数变化与结果之间的联系。教师则可结合实验结果组织讨论，引导学生比较不同方案的适用条件与局限，避免将实验简化为按步骤操作或追求单一标准答案。

本实验项目依据《无人机集群技术》课程大纲及关键知识点，结合无人机集群的军事应用背景，以“智能无人机集群协同电子侦察”为实验任务，构建了基于作战想定的虚拟仿真实验情景。实验旨在培养学生探究式的思维方式和解决复杂问题的综合能力，具体实验目的包括：

（1）通过多旋翼无人机装配与参数调试实验环节，帮助学生掌握多旋翼无人机组成原理、动力学模型、装配要点及PID控制原理，探究实际工程应用需求导向的多旋翼无人机动力装置设计方法，使学生具备根据多旋翼无人机飞行姿态，分析、判断并调节PID参数的能力。

（2）通过无人机集群链路预算与组网实验环节，帮助学生掌握无线电传播特性、无线通信系统链路预算方法、信道接入控制方法及自组织时分多址协议原理，探究无人机集群网络无线信号冲突解决方案，使学生具备从协议栈分层的角度开展无人机集群网络设计的能力。

（3）通过无人机集群协同与自主避障实验环节，帮助学生掌握基于Boids模型的集群运动原则、基于虚拟力场法的无人机集群拓扑控制和自主避障方法，探究虚拟力场参数对无人机集群性能的影响，使学生具备根据工程实际需求，对无人机集群协同性能进行调整的能力。

（4）通过AI技术与虚拟仿真实验的深度融合，帮助学生自主探究无人机集群实际应用需求导向的工程问题解决方案，为其提供数据驱动的个体学情诊断分析，并给出个性化学习资源与进阶路径推荐，驱动学生实践能力获得精准提升。