無人機(jī)航跡研究是無人機(jī)研究的熱點(diǎn)問題之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來,無人機(jī)可以應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、民用領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域和防災(zāi)救災(zāi)很多領(lǐng)域,并且表現(xiàn)出強(qiáng)勁的應(yīng)用前景和市場潛力。無人機(jī)航跡跟蹤和航跡規(guī)劃是無人機(jī)應(yīng)用的核心問題,具有深遠(yuǎn)意義。本文在研究過程中,主要采用理論研究和實(shí)例仿真相結(jié)合,以問題為導(dǎo)向,建立符合實(shí)際問題的數(shù)學(xué)模型,采用Matlab軟件對系統(tǒng)進(jìn)行分析仿真。全文圍繞無人機(jī)航跡展開研究,主要分為三個方面進(jìn)行研究:無人機(jī)航跡跟蹤、無人機(jī)航跡規(guī)劃和無人機(jī)航跡擬合。針對無人機(jī)航跡跟蹤問題,首先建立了無人機(jī)縱向飛行數(shù)學(xué)模型,針對這類帶有輸入擾動的時變非線性系統(tǒng)的跟蹤控制問題,使用了一種基于ADP方法的積分滑�？刂破鱽斫鉀Q飛行器航跡角的控制問題。使用改進(jìn)的積分滑�？刂破鹘Y(jié)合擾動估計(jì)器、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測器,解決無人機(jī)航跡跟蹤中的時變輸入擾動、逼近模型的不確定部分、使系統(tǒng)運(yùn)動到滑模面,使用最優(yōu)控制理論使系統(tǒng)穩(wěn)定在滑模面附近。在解HJB方程中,使用了ADP方法尋找哈密爾頓函數(shù)的最優(yōu)值,并且設(shè)計(jì)了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的觀測器的Actor-Critic結(jié)構(gòu),用于解決ADP方法中最后一步的微分方程,并且使用Lya... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

無人機(jī)縱向模型示意圖

驗(yàn)運(yùn)行計(jì)算機(jī)的硬件平臺為：Intel i5 ，2.5GHz；內(nèi)存 2GB。在 CUP 時，RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重收斂到理想值的 95%。因此系統(tǒng)的計(jì)算量相對文獻(xiàn)[32]中提出的問題，可以使用本文相關(guān)方法進(jìn)行最優(yōu)控制。仿真結(jié) 和 2-5 是相似的。正如在注意 4 中提到的，本文的相關(guān)方法也可以用于文獻(xiàn)[32]中的魯棒控制方法并不能用于本文無人機(jī)航跡跟蹤的控制。統(tǒng)的正負(fù)階躍響應(yīng)如圖 2-6 所示。因?yàn)楹桔E角通常都是階躍變化，階躍實(shí)際系統(tǒng)的響應(yīng)。由圖 2-6 可以看出，上升時間為 226ms，超調(diào)量為 僅超調(diào)一次，這表明航跡角控制器對正負(fù)階躍響應(yīng)有良好的控制效果

結(jié)果與分析環(huán)境的構(gòu)建，通過仿真實(shí)驗(yàn)論證本章算法的有效性。在仿真中，設(shè)定四個障障礙物 2、障礙物 3 和障礙物 4。這四個障礙物半徑分別為：7、5、且分別設(shè)置在坐標(biāo)系的(6,2,10),(11,10,13),(18,0.6,12)和(25,10,13) 。點(diǎn)設(shè)定為（0,0,5），目標(biāo)點(diǎn)設(shè)定為（30,-5,15）。初始化的航跡是始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的直線，航跡優(yōu)化的目的是讓航跡避免與障礙物碰具有最小值。仿真的硬件計(jì)算機(jī)平臺參數(shù)為：CPU Intel i5 2.5GHz-1 為軟件仿真的航跡優(yōu)化結(jié)果。


本文編號：3312598