【摘要】：無人機的廣泛應(yīng)用,使得航跡規(guī)劃問題成為研究的熱點。無人機航跡規(guī)劃是無人機研究領(lǐng)域中的重要方面,也是無人機自主系統(tǒng)中不可分割的重要組成部分。好的航跡規(guī)劃方法可以降低無人機的燃油損耗并提高無人機的生存能力。很多算法由于模型簡單或規(guī)劃方法低效,難以有效應(yīng)用于復(fù)雜條件下的航跡規(guī)劃問題。本文主要研究了三維靜態(tài)環(huán)境中無人機航跡規(guī)劃的相關(guān)問題:航跡規(guī)劃模型、航跡規(guī)劃算法、可行航跡生成和最優(yōu)航跡生成。本文的研究工作如下:(1)分別針對無人機的三維在線可行航跡規(guī)劃問題與三維離線全局最優(yōu)航跡規(guī)劃問題,結(jié)合無人機自身約束函數(shù),建立了不同的數(shù)學(xué)模型,其可行性已在之后的文章章節(jié)進一步得到了驗證。在平滑處理無人機的初步飛行航跡時,合理增加了兩項基于微分幾何原理的無人機飛行動力學(xué)約束條件,使之更符合無人機的實際飛行模式。(2)針對有山體地形和風(fēng)切變威脅區(qū)的無人機三維在線可行航跡規(guī)劃問題,采用(1)中所提三維在線可行航跡規(guī)劃問題建立的數(shù)學(xué)模型;針對連接型快速擴展隨機樹算法中隨機節(jié)點生成策略單一耗時的特點,提出六種高效的隨機節(jié)點生成策略,并采用了改進連接型快速擴展隨機樹算法求解了所提無人機的三維在線可行航跡規(guī)劃問題;仿真表明,相比經(jīng)典單向搜索隨機樹算法和經(jīng)典連接型快速擴展隨機樹算法,所提改進連接型快速擴展隨機樹算法策略六能夠得到航跡規(guī)劃平均時間最短的可行航跡,同時具有最快的收斂速度。(3)針對存在通信源信號影響的無人機三維離線全局最優(yōu)航跡規(guī)劃問題,采用(1)中所提三維離線全局最優(yōu)航跡規(guī)劃問題建立的數(shù)學(xué)模型;分別將經(jīng)典的多目標第二代非支配排序遺傳算法及其基于高效非支配排序方法的改進型多目標高效第二代非支配排序遺傳算法用于求解該模型,并進行對比。仿真表明,相比采用經(jīng)典多目標第二代非支配排序遺傳算法,采用多目標高效第二代非支配排序遺傳算法得到的最優(yōu)航跡,航跡規(guī)劃平均時間更短,航跡曲線更為平滑,同時表明所提數(shù)學(xué)模型具有合理性與可行性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V279;V249;TP18
【圖文】：

max2minmaxmin1,2,2,3,LLzzzinLLinniiii 離線全局最優(yōu)航跡規(guī)劃問題行環(huán)境模型境的確立，是無人機執(zhí)行各項飛行任務(wù)的基最優(yōu)航跡規(guī)劃問題的飛行環(huán)境模型建立，本來實現(xiàn)，如圖 2.1 所示的笛卡爾坐標系第一人機的起始航跡點為 (,,)111S xyz，終止航跡1份，之后過nx ,x,x, x123做與 x 軸正交的平除了起始航跡點與終止航跡點以外，在 P跡點；那么順次連接航跡點集合中所有的航，其中航跡點集合 CSxyzxyz,,,,,,2 22333

【參考文獻】

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本文編號：2766239