近年來(lái),旋翼無(wú)人機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)人機(jī)）技術(shù)快速發(fā)展,單架無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,例如偵查搜索、救災(zāi)應(yīng)急、電力巡檢和物流配送等。然而單架無(wú)人機(jī)的尺寸、視野、載荷等自身?xiàng)l件有限,并且在執(zhí)行任務(wù)時(shí),如果受到攻擊或者發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)任務(wù)的失敗,而多架無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)則可以彌補(bǔ)單架無(wú)人機(jī)的局限性,多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)具有較好的容錯(cuò)性、擴(kuò)展性和魯棒性,在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時(shí),能夠提高任務(wù)的執(zhí)行效率,有更大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。本文主要基于有限時(shí)間一致性理論和事件觸發(fā)通信機(jī)制設(shè)計(jì)多無(wú)人機(jī)分布式編隊(duì)控制算法,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行算法驗(yàn)證。本文主要內(nèi)容包含以下幾點(diǎn):首先針對(duì)多無(wú)人機(jī)系統(tǒng),提出了一種分層編隊(duì)控制框架,該框架包括上層協(xié)同控制層和下層跟蹤控制層。在上層控制層,基于有限時(shí)間一致性理論設(shè)計(jì)協(xié)同控制算法,可得到虛擬速度和虛擬位置,并使得虛擬速度達(dá)到一致性,虛擬位置達(dá)到期望的虛擬編隊(duì)形態(tài)。在下層跟蹤控制層,基于PID理論設(shè)計(jì)跟蹤控制算法,使得實(shí)際位置和速度分別跟蹤虛擬位置和速度,從而實(shí)現(xiàn)多無(wú)人機(jī)形成期望的編隊(duì)形態(tài)。并進(jìn)一步分析了控制算法的穩(wěn)定性,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該分層控制框架的可行性。其次,在分層控制框架的基礎(chǔ)上,將事件觸... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

軍用無(wú)人機(jī)

無(wú)人家編隊(duì)表演

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4用所有無(wú)人機(jī)的狀態(tài)信息，從而提高多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的魯棒性[19]。圖1.3蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)協(xié)同編隊(duì)實(shí)驗(yàn)圖1.4我國(guó)第一個(gè)固定翼集群編隊(duì)飛行實(shí)驗(yàn)國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì)控制技術(shù)的研究雖然起步相對(duì)較晚，但國(guó)家對(duì)此越來(lái)越重視，正大力推動(dòng)發(fā)展無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制技術(shù)。2016年我國(guó)第一個(gè)固定翼無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行實(shí)驗(yàn)以67架的數(shù)量刷新了之前由美國(guó)海軍保持的50架固定翼無(wú)人機(jī)集群飛行數(shù)量的記錄，如圖1.4所示，之后在2017年、2018年又分別以119架和200架的數(shù)量打破原先的記錄，該成果由國(guó)內(nèi)的電科院、清華大學(xué)和中科院等團(tuán)隊(duì)攜手完成。此外，國(guó)防科技大學(xué)的劉歡教授等針對(duì)無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制問(wèn)題，提出了基于反步法和Leader-follower策略的控制算法，而為了解決通信阻塞問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于圖論的狀態(tài)估計(jì)算法，最后給出了三架followers和一架leader的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果[20]。北京航空航天大學(xué)的段海濱教授通過(guò)對(duì)鴿群特有的層級(jí)行為的研究，提出了一種基于鴿群行為機(jī)制的多無(wú)人機(jī)自主編隊(duì)控制器，并采用人工勢(shì)場(chǎng)理論和圖論對(duì)編隊(duì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該控制器的穩(wěn)定性和有效性[21]。天津大學(xué)的宗群教授在考慮環(huán)境干擾、慣性不確定性和執(zhí)行器飽和等干擾的情況下，針對(duì)飛行器同步問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于一致性算法和非奇異終端滑模設(shè)計(jì)分散式有限時(shí)間姿態(tài)同步控制器[22]。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的賴(lài)云暉基于圖論設(shè)計(jì)編隊(duì)模型，采用領(lǐng)導(dǎo)-跟隨法設(shè)計(jì)分布式編隊(duì)控制算法，通過(guò)三架無(wú)人機(jī)進(jìn)行多機(jī)編隊(duì)飛行測(cè)試[23]。


本文編號(hào)：3102442