無(wú)人機(jī)的飛行環(huán)境日益復(fù)雜,飛行任務(wù)要求越來(lái)越高,利用信息共享和資源優(yōu)化建立多平臺(tái)自主任務(wù)協(xié)同成為無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。針對(duì)無(wú)人機(jī)執(zhí)行協(xié)同任務(wù)及進(jìn)行航跡規(guī)劃的需要,在無(wú)人機(jī)四維飛行航跡規(guī)劃相關(guān)研究的理論基礎(chǔ)上,提出了一種更適合滿足無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃需求的改進(jìn)的tau-H制導(dǎo)策略,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)同任務(wù)下的航跡規(guī)劃求解。為了增強(qiáng)無(wú)人機(jī)的自主化程度,提升航跡對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性,使其能夠通過(guò)經(jīng)驗(yàn)積累對(duì)航跡進(jìn)行快速?zèng)Q策,提出了一種結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)的航跡規(guī)劃方法,通過(guò)建立狀態(tài)動(dòng)作映射使改進(jìn)的tau-H制導(dǎo)策略方法得到關(guān)聯(lián)。通過(guò)仿真算例分析對(duì)該方法進(jìn)行了可行性的驗(yàn)證�；诟倪M(jìn)的tau-H制導(dǎo)策略的四維航跡規(guī)劃方法,在常用的tau-H運(yùn)動(dòng)策略的基礎(chǔ)上,通過(guò)在運(yùn)動(dòng)間距表達(dá)式中引入初速度的相關(guān)項(xiàng),克服了其固有的僅能考慮始末速度為零的情況的缺陷,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)始末非靜止的到達(dá)時(shí)間和速度的四維運(yùn)動(dòng)匹配。采用改進(jìn)的tau-H制導(dǎo)策略規(guī)劃多無(wú)人機(jī)協(xié)同的四維航跡,結(jié)合優(yōu)化目標(biāo)和各約束條件將多無(wú)人機(jī)的航跡規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為目標(biāo)費(fèi)用函數(shù)極值問(wèn)題,簡(jiǎn)化求解難度;利用粒子群算法搜索各無(wú)人機(jī)初始耦合系數(shù),形成全局航跡預(yù)規(guī)劃;基于建立各無(wú)人機(jī)間... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)外形圖??

其研發(fā)的Ｓｋｙｌａｒｋ?３型無(wú)人機(jī)的試飛，可利用其搭載的先進(jìn)的傳感系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行識(shí)??別目標(biāo)，分類并監(jiān)視目標(biāo)的任務(wù)，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，通過(guò)一個(gè)地面基站可以同時(shí)控??制兩架無(wú)人機(jī)如圖１．１（ａ）；在民用領(lǐng)域，Ｉｎｔｅｌ公司在２０１６年１０月推出了面向企??業(yè)用戶市場(chǎng)的無(wú)人機(jī)Ｉｎｔｅｌ?Ｆａｌｃｏｎ?８＋，可實(shí)現(xiàn)有效載荷８００ｇ，可飛遙控范圍ｌｋｍ，??續(xù)航時(shí)間大約在１６至２６分鐘之間，目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)大型設(shè)施設(shè)備或大型飛機(jī)等??結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，如圖１．１（６）。無(wú)人機(jī)的體積小，成本低，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，適用環(huán)境要??求低，擁有良好的隱蔽性和安全性能等特點(diǎn)，在未來(lái)的軍事和民用領(lǐng)域具有越來(lái)??越廣闊的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值［１］［２］［３］［４］。??１?／?＾??—±—??（ａ）?Ｓｋｙｌａｒｋ?３?（ｂ）?Ｆａｌｃｏｎ?８＋??圖１．１常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)外形圖??２１世紀(jì)以來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越集中向集群技術(shù)、協(xié)同飛行和自主??任務(wù)執(zhí)行等智能化技術(shù)方向發(fā)展。由于單架無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的能力有限，接收和??處理信息能力較弱，同時(shí)未來(lái)復(fù)雜的飛行環(huán)境需要也刺激了對(duì)飛行任務(wù)的多個(gè)體??協(xié)同的發(fā)展要求。在２０１６年７月美國(guó)海軍公布了其一項(xiàng)名為蝗蟲的無(wú)人機(jī)群項(xiàng)??目

??傳統(tǒng)方法將高維空間投影至低維空間，或?qū)⒁?guī)劃空間進(jìn)行柵格單元化，尋找??障礙環(huán)境等邊界，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法％或人工勢(shì)場(chǎng)１ｍ等如圖１．３（ｃ）方法找到路徑能??夠連接初始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)，如果考慮時(shí)間維度時(shí)，通過(guò)為航點(diǎn)分配速度來(lái)滿足相應(yīng)??的時(shí)間約束。智能優(yōu)化算法則多采用啟發(fā)式算法，如蟻群算法［３°］、Ａ＊算法［３１］、遺??傳算法［３２‘３３］等求解優(yōu)化航跡問(wèn)題的最優(yōu)解或較優(yōu)解。??Ｐ?－Ｙ．Ｍ?ＴＴｒｒｉ．ＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴｌ?Ｉ?ｇ〇ａｌ?丨??ｆｒｅＡ?ｉｌｌ１??［ＬＳｆＴ？：?ｌｉｌＢ?一??Ｉ?．：：：主：－ｊ４４４．￣ｌ４－ｌ．￣ｉ＿．ｊ＿＿ｌ？■仁：：???１??＇、？＇?Ｊ?＾?＾?ｊ?＊?８?－：?，：?ｕ?＂?＂?？?Ｉ?ｓｔａｒｔ?Ｉ??Ｗ?Ｖｏｒｉｎｏ圖?（？柵格法?（ｃ＊）人工勢(shì)場(chǎng)??圖１．３常用路徑規(guī)劃方法??對(duì)于離散型的三維航跡規(guī)劃問(wèn)題，Ｄａｒｉｏ等Ｍ進(jìn)行無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃時(shí)，??采用Ｖｏｒｉｎｏｉ圖將高維空間筒化為低維任務(wù)空間，然后使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法在離??散空間內(nèi)求解，如圖１．３（ａ）；?Ｓａｎｇｗｏｏ等［３ｙ采用Ａ＊算法對(duì)多無(wú)人機(jī)二維圖空間進(jìn)??行搜索，連接各航跡點(diǎn)形成最終航跡。圖搜索法關(guān)于ＮＰ－ｈａｒｄ類相關(guān)問(wèn)題的求解??能力較強(qiáng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)小型無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J]. 劉波.  技術(shù)與市場(chǎng). 2017(12)
[2]無(wú)人機(jī)演變與發(fā)展研究綜述[J]. 盧俊文,王倩營(yíng).  飛航導(dǎo)彈. 2017(11)
[3]有/無(wú)人機(jī)編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)指揮控制關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 李相民,薄寧,代進(jìn)進(jìn),唐嘉鈺.  飛航導(dǎo)彈. 2017(09)
[4]民用航空器四維航跡預(yù)測(cè)技術(shù)綜述[J]. 朱海波,張軍峰,劉杰,陳強(qiáng).  航空計(jì)算技術(shù). 2017(02)
[5]基于改進(jìn)蟻群算法的無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)航路規(guī)劃[J]. 林娜,劉二超.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2016(03)
[6]基于改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)法的無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃算法[J]. 丁家如,杜昌平,趙耀,尹登宇.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(01)
[7]基于批量遞歸最小二乘的自然Actor-Critic算法[J]. 王國(guó)芳,方舟,李平.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(07)
[8]基于改進(jìn)A*算法的三維航跡規(guī)劃技術(shù)研究[J]. 唐曉東,吳靜.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2015(05)
[9]基于Tau理論的機(jī)器人抓取運(yùn)動(dòng)仿生軌跡規(guī)劃[J]. 張書濤,張震,錢晉武.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(13)
[10]基于A*算法的無(wú)人機(jī)四維航跡規(guī)劃研究[J]. 周青,李廣文.  計(jì)算機(jī)仿真. 2014(04)

博士論文
[1]生物啟發(fā)的多無(wú)人機(jī)協(xié)同四維航跡規(guī)劃方法研究[D]. 楊祖強(qiáng).浙江大學(xué) 2016
[2]動(dòng)態(tài)環(huán)境下多UCAV分布式在線協(xié)同任務(wù)規(guī)劃技術(shù)研究[D]. 蘇菲.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[3]多無(wú)人機(jī)協(xié)同目標(biāo)跟蹤問(wèn)題建模與優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 王林.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[4]多UCAV動(dòng)態(tài)協(xié)同任務(wù)規(guī)劃建模與滾動(dòng)優(yōu)化方法研究[D]. 霍霄華.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[5]飛行器航跡規(guī)劃方法研究[D]. 鄭昌文.華中科技大學(xué) 2003
[6]增強(qiáng)學(xué)習(xí)及其在移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航與控制中的應(yīng)用研究[D]. 徐昕.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002

碩士論文
[1]基于四維航跡預(yù)測(cè)的沖突探測(cè)[D]. 謝麗.南京航空航天大學(xué) 2013
[2]航空器無(wú)沖突4D航跡推測(cè)與生成[D]. 陸志偉.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]多智能體系統(tǒng)中的Q學(xué)習(xí)算法研究[D]. 喬林.南京郵電大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3306470