本文關(guān)鍵詞：基于控制向量參數(shù)化和迭代凸規(guī)劃的無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行的建立

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【摘要】：多個(gè)無(wú)人機(jī)組成的編隊(duì)飛行可以作為很多應(yīng)用中現(xiàn)有技術(shù)的一種高效、低成本的替代方案。研究了能滿(mǎn)足最終編隊(duì)隊(duì)形約束的且能量最優(yōu)的無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行的建立。首先,將編隊(duì)建立問(wèn)題建模成一個(gè)受非線性動(dòng)力學(xué)約束的能量最優(yōu)控制問(wèn)題。其次,采用直接法來(lái)求解該最優(yōu)控制問(wèn)題。在采用的直接法中,利用控制向量參數(shù)化方法將原始問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一系列待求解的凸優(yōu)化問(wèn)題;然后,運(yùn)用迭代凸規(guī)劃(SCP)技術(shù)求得其最優(yōu)解。在求解過(guò)程中,SCP迭代的每一步本質(zhì)上都是一個(gè)二次型規(guī)劃問(wèn)題;由于該規(guī)劃問(wèn)題的約束是線性約束,因此可以高效地進(jìn)行求解。最后,將提出的方法運(yùn)用到3個(gè)無(wú)人機(jī)的V型編隊(duì)建立中,并使用了免費(fèi)的開(kāi)源求解器CVX進(jìn)行求解。與MATLAB中提供的全局優(yōu)化技術(shù)相比,文中提出的算法能夠快速地收斂到全局最小值。
【作者單位】： 西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院;西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行 最優(yōu)控制 控制向量參數(shù)化 迭代凸規(guī)劃
【分類(lèi)號(hào)】：V279
【正文快照】： 編隊(duì)飛行中的多個(gè)無(wú)人機(jī)(UAVs)可以通過(guò)相互協(xié)作實(shí)現(xiàn)單個(gè)無(wú)人機(jī)無(wú)法完成的復(fù)雜任務(wù)。因此,對(duì)現(xiàn)存的很多技術(shù)而言,多個(gè)無(wú)人機(jī)的編隊(duì)飛行,特別是小型無(wú)人機(jī)的編隊(duì)飛行,是一個(gè)前景廣闊且成本很低的替代方案,能夠在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,例如國(guó)土測(cè)繪、海洋勘探、高速公路/石油/天

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