近年來,旋翼無人機以其輕便、靈活,且成本低的特性在軍用和民用領(lǐng)域均得到了廣泛應用。然而,受限的續(xù)航能力成為旋翼無人機在各類應用中的瓶頸:首先,輕便、靈活的特點使得旋翼無人機無法攜帶太多的能源;其次,與固定翼無人機比較,旋翼無人機由于需要通過旋翼直接克服重力的機械特點,導致其本身的能耗較高。受制于當前的工業(yè)技術(shù)水平,改進旋翼無人機本身的續(xù)航能力是困難的。因此,當前的研究熱點是如何通過改進旋翼無人機在應用中的使用方式來優(yōu)化飛行能耗,以增強其續(xù)航能力。其目標在于增加旋翼無人機單次充能后的續(xù)航距離,以加強其在實際應用中的任務(wù)執(zhí)行能力。飛行遍歷場景中的多個特定位置點是旋翼無人機在諸多應用中的主要任務(wù),遍歷路徑是決定旋翼無人機飛行方式的關(guān)鍵。因此,通過路徑規(guī)劃來優(yōu)化無人機的能耗就成為其應用中的主要能耗優(yōu)化手段�，F(xiàn)有針對旋翼無人機的路徑規(guī)劃研究工作,多致力于最短路徑的獲得,以此達到包括能耗在內(nèi)的相關(guān)指標優(yōu)化。然而,實際的飛行實驗證明:旋翼無人機的能耗不僅與飛行距離有關(guān),而且與飛行中的轉(zhuǎn)彎情況也有關(guān),并且以折線路徑還是弧線路徑轉(zhuǎn)彎對飛行能耗的影響也是不同的。為此,本文在旋翼無人機的能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃方法... 

【文章來源】：西北大學陜西省211工程院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 路徑規(guī)劃算法
        1.2.2 任務(wù)量優(yōu)化的方法
        1.2.3 基于能耗模型的方法
    1.3 研究內(nèi)容與本文創(chuàng)新
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 本文創(chuàng)新
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
第二章 多特征融合的無人機飛行能耗估計模型
    2.1 概述
    2.2 真實飛行實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)采集
        2.2.1 實驗設(shè)備及環(huán)境
        2.2.2 飛行實驗設(shè)計
        2.2.3 飛行實驗數(shù)據(jù)采集
    2.3 能耗估計模型
        2.3.1 轉(zhuǎn)角與飛行能耗間的關(guān)系
        2.3.2 轉(zhuǎn)角與距離融合的折線路徑能耗估計模型
        2.3.3 弧線路徑能耗估計模型
    2.4 能耗估計模型的真實飛行實驗驗證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 轉(zhuǎn)角與距離融合的無人機能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃
    3.1 概述
    3.2 轉(zhuǎn)角與距離融合的無人機能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃模型
        3.2.1 問題建模
        3.2.2 模型分析
    3.3 轉(zhuǎn)角與距離融合的無人機能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃算法
    3.4 仿真實驗與真實飛行實驗
        3.4.1 實驗評價指標
        3.4.2 仿真實驗及結(jié)果分析
        3.4.3 真實飛行實驗及結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于弧線特征的無人機能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃
    4.1 概述
    4.2 基于弧線特征的能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃模型
        4.2.1 問題建模
        4.2.2 模型分析
    4.3 兩階段能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃算法
    4.4 仿真實驗
        4.4.1 實驗評價指標
        4.4.2 仿真實驗及結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 可持續(xù)充電的無人機能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃
    5.1 概述
    5.2 充電樁位置與路徑的關(guān)系分析
        5.2.1 充電樁位置的分析
        5.2.2 充電樁與飛行路徑
    5.3 含充電樁的能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃模型
        5.3.1 問題建模
        5.3.2 模型分析
    5.4 含充電樁的無人機能耗優(yōu)化路徑規(guī)劃算法
    5.5 仿真實驗
        5.5.1 實驗評價指標
        5.5.2 仿真實驗及結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間取得的科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3632642