【摘要】：無(wú)人機(jī)集群的編隊(duì)控制作為無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)的基礎(chǔ),受到廣大研究人員的重視。在多無(wú)人機(jī)的編隊(duì)飛行的過(guò)程中,如何在具有障礙物的環(huán)境下保持編隊(duì)隊(duì)形的穩(wěn)定,進(jìn)行高效率的隊(duì)形變換是無(wú)人機(jī)集群編隊(duì)控制研究的重點(diǎn)。為此本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)分析了無(wú)人機(jī)集群協(xié)同編隊(duì)控制的基本問(wèn)題,著重分析了四種常用的編隊(duì)控制策略,將基于行為的編隊(duì)控制策略作為主要研究對(duì)象。根據(jù)領(lǐng)航參考的隊(duì)形保持方式,結(jié)合無(wú)人機(jī)的單機(jī)運(yùn)動(dòng)模型,建立了無(wú)人機(jī)集群的編隊(duì)運(yùn)動(dòng)模型。(2)研究了無(wú)人機(jī)集群的隊(duì)形變換。使用隊(duì)形矩陣的方法描述隊(duì)形,建立了無(wú)人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形庫(kù);考慮了避障情況下的動(dòng)態(tài)隊(duì)形變換,構(gòu)建了可擴(kuò)展的隊(duì)形變換評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,形成了避障情況下無(wú)人機(jī)集群的隊(duì)形最優(yōu)變換策略;基于Dubins路徑可生成隊(duì)形變換過(guò)程中的實(shí)時(shí)航跡,保證了隊(duì)形變換過(guò)程中無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)的平滑性。(3)研究了無(wú)人機(jī)集群隊(duì)形保持方法。采用基于行為的控制策略設(shè)計(jì)編隊(duì)控制算法,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的編隊(duì)控制行為和行為選擇策略,可以應(yīng)對(duì)諸如避障、通信狀況不佳、無(wú)人機(jī)集群內(nèi)部碰撞等狀況和在任務(wù)過(guò)程中維持編隊(duì)的穩(wěn)定以及高效的隊(duì)形變換。通過(guò)無(wú)人機(jī)集群編隊(duì)跟蹤飛行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了本文所提出編隊(duì)控制算法的有效性與隊(duì)形保持的穩(wěn)定性。
【圖文】：

有利于發(fā)揮無(wú)人機(jī)編隊(duì)的最佳效果。隊(duì)形變換研究的關(guān)鍵問(wèn)題是如何選擇適應(yīng)于環(huán)境約束和無(wú)人機(jī)集群狀態(tài)約束的目標(biāo)隊(duì)形，以及如何從一個(gè)隊(duì)形變換成的目標(biāo)隊(duì)形。編隊(duì)控制中常用的隊(duì)形有“V 字形”，，“菱形”，“一字形”，“十字形”等如圖 2- 1。

,) i i z ，其自身相對(duì)于領(lǐng)航參照無(wú)人機(jī)的距離和夾角分別為 il和 i 。其 領(lǐng) 航 參 考 無(wú) 人 機(jī) 的 位 姿 狀 態(tài) 量( , , ,)L L L L LP x y z 計(jì) 算 出 來(lái) ，, , ,)if if ify z 如圖 2- 2。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V279;V249.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2664805