隨著科技的迅猛發(fā)展,無(wú)人機(jī)在軍事和民用領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。與單架無(wú)人機(jī)相比,多無(wú)人機(jī)編隊(duì)雖然有任務(wù)成功率高等優(yōu)點(diǎn),但目前編隊(duì)的應(yīng)用仍然受到限制。究其原因,主要是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)之間的協(xié)作能力和編隊(duì)的環(huán)境適應(yīng)能力不高,導(dǎo)致編隊(duì)不夠穩(wěn)定。本文分析了造成飛行環(huán)境復(fù)雜的原因,認(rèn)為通信網(wǎng)絡(luò)中存在的不確定性和障礙物是影響編隊(duì)穩(wěn)定的主要因素。因此,本文對(duì)無(wú)人機(jī)編隊(duì)在上述環(huán)境下的控制算法進(jìn)行了深入研究,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:首先,本文研究了理想環(huán)境下多無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì)的控制問(wèn)題,基于分布式一致性理論提出了編隊(duì)算法。每架無(wú)人機(jī)通過(guò)分布式通信拓?fù)渑c鄰居無(wú)人機(jī)進(jìn)行信息交互,根據(jù)鄰居的位置調(diào)整自身的飛行狀態(tài),以形成相互協(xié)作的整體�；诒揪庩�(duì)算法的無(wú)人機(jī)群不僅具備編隊(duì)形成、編隊(duì)保持和編隊(duì)變換的能力,還具備良好的自愈能力和擴(kuò)展能力,即當(dāng)有成員脫離編隊(duì)或加入編隊(duì)時(shí),無(wú)人機(jī)編隊(duì)都能形成新的隊(duì)形并保持穩(wěn)定,這在實(shí)際應(yīng)用中具有十分重要的意義。其次,在實(shí)際飛行環(huán)境中往往存在通信時(shí)延和輸入時(shí)延,影響了無(wú)人機(jī)之間的信息交互,所以本文提出了時(shí)延環(huán)境下的編隊(duì)控制算法。算法基本思想是:每架無(wú)人機(jī)用自己的時(shí)延狀態(tài)與其鄰居無(wú)人機(jī)的時(shí)延狀... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

“小精靈”項(xiàng)目示意圖

協(xié)同編隊(duì)的研究現(xiàn)狀人機(jī)編隊(duì)任務(wù)的發(fā)展現(xiàn)狀務(wù)涉及到多種技術(shù)的綜合使用，是一項(xiàng)十分復(fù)雜的須具備控制器、傳感器、與推進(jìn)系統(tǒng)，編隊(duì)整體需間通信等能力。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多高校、研究組了大量研究和試驗(yàn)。界權(quán)威自然科學(xué)類期刊《Nature》報(bào)道了匈牙利羅蘭項(xiàng)研究成果。該團(tuán)隊(duì)利用生物群集行為機(jī)制實(shí)現(xiàn)了自主編隊(duì)飛行。如圖 1-2 所示，無(wú)人機(jī)群中不存在通過(guò)與鄰近無(wú)人機(jī)進(jìn)行信息交互實(shí)現(xiàn)自主決策[7]。該項(xiàng)任務(wù)：在有自組織目標(biāo)回避能力的有界區(qū)域?qū)崿F(xiàn)隊(duì)飛行（網(wǎng)格、旋轉(zhuǎn)環(huán)、直線）進(jìn)行集體目標(biāo)跟蹤。通信模塊在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)，并沒(méi)有考慮規(guī)避障礙物互的一致性算法和速度控制，但將通信問(wèn)題考慮在

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文17 年 3 月的巴基斯坦閱兵式上，三架無(wú)人機(jī)以編隊(duì)的飛行方式飛是無(wú)人機(jī)編隊(duì)在全球范圍內(nèi)第一次參加閱兵。此外，蘇黎世聯(lián)邦機(jī)載視覺(jué)設(shè)備和通信設(shè)備的幫助實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)和室外的編隊(duì)飛行[8ka 團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了沒(méi)有外部全球定位系統(tǒng)支持多無(wú)人機(jī)群自穩(wěn)定的可系統(tǒng)在真實(shí)場(chǎng)景中的部署，如實(shí)地通過(guò)有限的機(jī)載傳感套件和處操作約束。Saska 等人提出的編隊(duì)控制、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和軌跡規(guī)劃方法和室外環(huán)境的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，如圖 1-3 所示。


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