本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)隊(duì)形保持控制算法研究

  更多相關(guān)文章： 無人機(jī) 協(xié)同編隊(duì) 基于行為 隊(duì)形保持

【摘要】：編隊(duì)隊(duì)形保持控制是多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行的研究重點(diǎn),得到廣大研究人員越來越多的青睞。本文旨在應(yīng)用基于行為的控制策略對(duì)多無人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形保持控制進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,闡述了多無人機(jī)協(xié)同編隊(duì)的基本問題,對(duì)編隊(duì)隊(duì)形控制策略進(jìn)行了研究,著重分析了四種編隊(duì)控制策略以及它們的優(yōu)缺點(diǎn),通過對(duì)比分析選出基于行為控制策略作為本文主要研究對(duì)象。其次,建立了編隊(duì)飛行的環(huán)境模型和編隊(duì)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)模型。在編隊(duì)飛行環(huán)境中建立了地形威脅和雷達(dá)威脅的模型,作為無人機(jī)編隊(duì)執(zhí)行任務(wù)時(shí)遇到的障礙物。本文選擇大地坐標(biāo)系,以單架無人機(jī)模型為基礎(chǔ),建立無人機(jī)編隊(duì)的運(yùn)動(dòng)模型。再次,根據(jù)無人機(jī)編隊(duì)任務(wù)的要求,設(shè)計(jì)了四種子行為:奔向目標(biāo)、躲避靜態(tài)障礙物、隊(duì)形保持與躲避其他無人機(jī)。在躲避靜態(tài)障礙物行為中引入判別函數(shù)進(jìn)行合理的避障;在隊(duì)形保持行為中分別采用領(lǐng)航參照點(diǎn)法和鄰居參照點(diǎn)法來確定無人機(jī)在編隊(duì)中的位置,同時(shí)引入動(dòng)態(tài)死區(qū)法使編隊(duì)更加快速的形成編隊(duì),選擇行為抑制法對(duì)四種子行為進(jìn)行行為融合作為無人機(jī)最終行為輸出,并設(shè)計(jì)了基于行為的多無人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形保持控制算法。最后,在Matlab仿真軟件上進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真實(shí)驗(yàn)包括單無人機(jī)導(dǎo)航,多無人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形形成,無障礙物時(shí)的編隊(duì)隊(duì)形保持,有障礙物時(shí)的編隊(duì)隊(duì)形保持與變換,并對(duì)仿真結(jié)果加以分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法可以有效的完成編隊(duì)的控制任務(wù)。最終對(duì)所研究的內(nèi)容及成果進(jìn)行總結(jié)以及對(duì)未來工作進(jìn)行展望。
【關(guān)鍵詞】：無人機(jī) 協(xié)同編隊(duì) 基于行為 隊(duì)形保持
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V279;V249.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-21
• 1.1 課題研究的背景及意義12-14
• 1.2 CFF控制技術(shù)特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 鳥類編隊(duì)飛行原理14-15
• 1.2.2 CFF定義15
• 1.2.3 無人機(jī)編隊(duì)飛行技術(shù)特點(diǎn)15-16
• 1.2.4 CFF控制的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 編隊(duì)飛行技術(shù)發(fā)展概述17-19
• 1.4 本文的主要工作19-21
• 第2章 無人機(jī)編隊(duì)的控制策略研究21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 無人機(jī)編隊(duì)的基本問題21-24
• 2.2.1 編隊(duì)隊(duì)形的形成21-23
• 2.2.2 編隊(duì)隊(duì)形的保持23-24
• 2.3 無人機(jī)編隊(duì)飛行隊(duì)形控制策略24-25
• 2.4 無人機(jī)編隊(duì)飛行控制策略25-30
• 2.4.1 領(lǐng)航員跟隨者法26
• 2.4.2 人工勢(shì)場(chǎng)法26-27
• 2.4.3 虛擬結(jié)構(gòu)法27-28
• 2.4.4 基于行為法28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 編隊(duì)飛行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)建模31-38
• 3.1 引言31
• 3.2 編隊(duì)飛行三維場(chǎng)景基礎(chǔ)建模31-35
• 3.2.1 地形威脅建模31-32
• 3.2.2 雷達(dá)威脅建模32-35
• 3.3 多無人機(jī)編隊(duì)模型建立35-37
• 3.3.1 相關(guān)參考坐標(biāo)系35
• 3.3.2 單機(jī)運(yùn)動(dòng)模型35-36
• 3.3.3 編隊(duì)運(yùn)動(dòng)控制模型36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 基于行為的無人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形保持控制38-49
• 4.1 引言38
• 4.2 多無人機(jī)隊(duì)形保持控制的基本問題38-39
• 4.2.1 任務(wù)描述38
• 4.2.2 典型隊(duì)形38
• 4.2.3 多無人機(jī)間的通信38-39
• 4.3 基于行為控制策略中的子行為設(shè)計(jì)39-45
• 4.3.1 奔向目標(biāo)行為39-40
• 4.3.2 避障行為40-42
• 4.3.3 隊(duì)形保持行為42-44
• 4.3.4 躲避其他無人機(jī)行為44-45
• 4.4 多無人機(jī)編隊(duì)行為的融合機(jī)制45-46
• 4.5 編隊(duì)控制方法的實(shí)現(xiàn)46-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第5章 多無人機(jī)編隊(duì)保持控制仿真實(shí)驗(yàn)與分析49-64
• 5.1 引言49
• 5.2 仿真環(huán)境49
• 5.3 多無人機(jī)編隊(duì)保持控制仿真實(shí)驗(yàn)及分析49-63
• 5.3.1 單無人機(jī)導(dǎo)航仿真49-50
• 5.3.2 多無人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形形成仿真50-53
• 5.3.3 無障礙物時(shí)編隊(duì)保持飛行仿真53-57
• 5.3.4 靜態(tài)障礙物下編隊(duì)保持飛行仿真57-62
• 5.3.5 避障時(shí)無人機(jī)隊(duì)形變換仿真62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文70

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