發(fā)布時間：2017-10-30 19:11

  本文關(guān)鍵詞：固定翼無人機的直線路徑跟隨控制及其應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 無人機 路徑跟隨 視線導(dǎo)引 李雅普諾夫穩(wěn)定性 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：在過去的幾十年里,無人機技術(shù)在國內(nèi)外被廣泛研究,不僅在軍事領(lǐng)域方面具有很大的應(yīng)用前景,而且現(xiàn)在也經(jīng)常在民事和商業(yè)應(yīng)用中有所涉及。對于無人機的一些特殊應(yīng)用,比如地圖繪制、巡邏監(jiān)視和搜尋解救等,這些任務(wù)的實現(xiàn)需要使無人機跟隨到一條給定的路徑,這就是路徑跟隨問題。如何更迅速、更有效地收斂到待跟蹤路徑是無人機路徑跟隨研究的主要目的。另外,隨著計算機和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,無人機已經(jīng)具有更先進(jìn)的功能,不僅具有車載傳感器、控制器和處理器,還有存儲和聯(lián)網(wǎng)通訊能力。將無人機應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中收集數(shù)據(jù)近年來得到很大的關(guān)注,而且研究表明移動節(jié)點的加入能夠解決網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點存在的能耗不均衡現(xiàn)象,而且可以保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。本文主要研究無人機對于給定的固定高度直線路徑的跟隨控制問題,并考慮將其應(yīng)用到一類線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,用于節(jié)點數(shù)據(jù)的收集和傳輸,減少節(jié)點由于多跳傳輸產(chǎn)生的能量消耗。論文主要研究內(nèi)容如下：(1)第二章研究無人機的直線路徑跟隨控制：在無人機二維平面運動學(xué)模型下,考慮無人機對于固定高度的直線路徑跟隨問題。本章主要基于向量場的思想,利用視線導(dǎo)引法計算得到無人機到給定直線路徑的一個理想的航向角向量場,并根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性設(shè)計航向角輸入命令控制器。最后,通過仿真實驗證明所提方法的有效性和實用性。(2)第三章考慮將無人機應(yīng)用到線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中：利用無人機作為移動數(shù)據(jù)收集器,在線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沿直線移動進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集并轉(zhuǎn)發(fā)給sink節(jié)點。在所考慮的模型中,傳感器節(jié)點為線型均勻分布,每隔相同的距離部署一個中繼節(jié)點,且兩個相鄰的中繼節(jié)點之間并不需要形成連通的網(wǎng)絡(luò)即部署的距離大于中繼節(jié)點的通訊范圍。研究在保證節(jié)點信息滿足最大傳輸延遲限制的情況下,考慮在不同sink節(jié)點距離下無人機沿直線飛行速度對數(shù)據(jù)傳輸延遲的影響。
【關(guān)鍵詞】：無人機 路徑跟隨 視線導(dǎo)引 李雅普諾夫穩(wěn)定性 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V249.12
【目錄】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景、目的及意義11-13
• 1.1.1 無人機路徑跟隨概述11
• 1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 無人機路徑跟隨研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 固定翼無人機的直線路徑跟隨控制17-27
• 2.1 問題描述17-22
• 2.1.1 飛機常用坐標(biāo)系17-20
• 2.1.2 飛機運動學(xué)模型20-22
• 2.2 控制器設(shè)計22-24
• 2.3 仿真結(jié)果24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 無人機在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中用于數(shù)據(jù)收集27-35
• 3.1 應(yīng)用背景27-28
• 3.2 模型描述28-31
• 3.2.1 無人機的要求30
• 3.2.2 各層次節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)協(xié)議30-31
• 3.3 數(shù)據(jù)通信31-32
• 3.4 仿真結(jié)果32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 總結(jié)與展望35-37
• 4.1 總結(jié)35
• 4.2 展望35-37
• 參考文獻(xiàn)37-41
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果41-42
• 致謝42-43
• 個人簡況43-44
• 承諾書44-45

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1118926