近二三十年來,無人機(jī)在民用和軍事領(lǐng)域發(fā)揮著越來越多的作用,如情報(bào)偵察、物資運(yùn)輸、農(nóng)林植保等。隨著集成芯片、人工智能、信息與通信等技術(shù)的發(fā)展,無人機(jī)的發(fā)展朝著更加自主化、智能化、集群化的方向發(fā)展。多無人機(jī)協(xié)同控制技術(shù)因潛在的軍用和商用價(jià)值而成為各國爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn),其中多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的安全性和可靠性至關(guān)重要。因此,多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)故障診斷和容錯(cuò)控制技術(shù)的研究受到學(xué)者的極大關(guān)注,但同時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,給診斷和容錯(cuò)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)帶來挑戰(zhàn)。本文基于分布式觀測(cè)器方法,研究了多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制技術(shù),搭建了半物理仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),驗(yàn)證了所提方法的有效性。首先,闡述課題的研究背景和意義,并對(duì)多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。然后,使用圖論的方法對(duì)多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)中無人機(jī)之間的通信關(guān)系建模,同時(shí)建立了無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的非線性模型和線性模型。其次,為解決故障導(dǎo)數(shù)和擾動(dòng)上界需要已知的問題,針對(duì)含有擾動(dòng)和傳感器故障的多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng),提出了一種基于分布式奇異觀測(cè)器的故障估計(jì)算法,利用矩陣變換將無人機(jī)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為奇異系統(tǒng),并設(shè)計(jì)分布式奇異觀測(cè)器進(jìn)行故障估計(jì)...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)與容錯(cuò)控制技術(shù)概述
        1.2.1 多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)
        1.2.2 故障診斷
        1.2.3 容錯(cuò)控制
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)故障診斷
        1.3.2 多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)容錯(cuò)控制
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
第二章 多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)通信建模與無人機(jī)飛控系統(tǒng)建模
    2.1 引言
    2.2 多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)通信關(guān)系建模
    2.3 Kronecker乘積定義及其性質(zhì)
    2.4 無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
        2.4.1 無人機(jī)非線性數(shù)學(xué)模型
        2.4.2 無人機(jī)線性數(shù)學(xué)模型
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于分布式奇異觀測(cè)器的傳感器故障診斷
    3.1 引言
    3.2 問題描述
    3.3 分布式奇異故障估計(jì)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
        3.3.1 全局誤差系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.3.2 分布式故障估計(jì)算法設(shè)計(jì)
    3.4 仿真驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于分布式觀測(cè)器的多無人機(jī)系統(tǒng)主動(dòng)容錯(cuò)控制
    4.1 引言
    4.2 問題描述
    4.3 基于分布式觀測(cè)器的傳感器故障主動(dòng)容錯(cuò)控制
        4.3.1 協(xié)同容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)
        4.3.2 全局跟蹤誤差穩(wěn)定性證明
    4.4 仿真驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于多無人機(jī)容錯(cuò)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的半物理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 多無人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)容錯(cuò)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要組成
        5.2.1 室內(nèi)紅外定位系統(tǒng)
        5.2.2 無人機(jī)QBALL-X4及其數(shù)學(xué)模型
        5.2.3 地面無人機(jī)QBOT2
    5.3 故障注入功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 執(zhí)行器故障注入方法
        5.3.2 傳感器故障注入方法
        5.3.3 通信故障注入方法
    5.4 插值GS-PID容錯(cuò)控制實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 多故障模式觀測(cè)器故障診斷
        5.4.2 增益調(diào)度PID控制器設(shè)計(jì)
        5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.5 Simulink/QUARC控制器模塊設(shè)計(jì)
    5.6 多無人機(jī)容錯(cuò)控制驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.6.1 無故障情況下驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.6.2 傳感器故障情況下驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄與參加科研情況



本文編號(hào)：3790852