本文以國(guó)際空中機(jī)器人大賽的第8代任務(wù)為背景,主要研究協(xié)同搜索路徑規(guī)劃與控制算法設(shè)計(jì)問(wèn)題。從多機(jī)協(xié)同路徑規(guī)劃的角度出發(fā),對(duì)于協(xié)同覆蓋方法中的STC方法與CAPT方法進(jìn)行改進(jìn),并且基于改進(jìn)STC方法以及改進(jìn)CAPT方法進(jìn)行路徑規(guī)劃算法的設(shè)計(jì)。從單機(jī)路徑規(guī)劃與路徑跟蹤控制的角度出發(fā),基于Null-Space方法設(shè)計(jì)位置跟蹤和速度跟蹤控制算法。本文主要研究工作如下:首先,建立四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型并給出協(xié)同搜索路徑規(guī)劃與控制問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述。定義用于建模及問(wèn)題描述的坐標(biāo)系并給出轉(zhuǎn)換關(guān)系;根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理建立四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型并對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化;將路徑規(guī)劃與控制問(wèn)題按多機(jī)與單機(jī)兩個(gè)層面劃分為路徑規(guī)劃問(wèn)題與路徑跟蹤控制問(wèn)題,并給出兩類(lèi)問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述。其次,設(shè)計(jì)基于協(xié)同覆蓋的搜索路徑規(guī)劃算法�？紤]給定的區(qū)域和目標(biāo)點(diǎn)的最短時(shí)間覆蓋和防止碰撞問(wèn)題,提出一種基于改進(jìn)STC方法的區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃算法和一種基于改進(jìn)CAPT方法的目標(biāo)點(diǎn)覆蓋路徑規(guī)劃算法,通過(guò)仿真測(cè)試驗(yàn)證兩類(lèi)路徑規(guī)劃算法的有效性。然后,設(shè)計(jì)基于Null-Space方法的路徑跟蹤控制算法�？紤]路徑跟蹤和對(duì)于未知運(yùn)動(dòng)障礙物的避障問(wèn)題,提出一種基于Nul... 

【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

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無(wú)人機(jī)協(xié)同搜索路徑規(guī)劃
        1.2.2 無(wú)人機(jī)路徑跟蹤控制
    1.3 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 四旋翼飛行器建模與問(wèn)題描述
    2.1 引言
    2.2 坐標(biāo)系定義及轉(zhuǎn)換關(guān)系
    2.3 四旋翼飛行器建模
        2.3.1 動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.2 模型簡(jiǎn)化
    2.4 協(xié)同搜索路徑規(guī)劃與控制問(wèn)題描述
        2.4.1 協(xié)同搜索路徑規(guī)劃與控制問(wèn)題分析
        2.4.2 路徑規(guī)劃問(wèn)題描述
        2.4.3 路徑跟蹤控制問(wèn)題描述
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于協(xié)同覆蓋的搜索路徑規(guī)劃算法設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 基于改進(jìn)STC方法的區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃算法設(shè)計(jì)
        3.2.1 STC方法基本原理
        3.2.2 STC方法的改進(jìn)
        3.2.3 基于改進(jìn)STC方法的路徑規(guī)劃
    3.3 基于改進(jìn)CAPT方法的目標(biāo)點(diǎn)覆蓋路徑規(guī)劃算法設(shè)計(jì)
        3.3.1 CAPT方法基本原理
        3.3.2 CAPT方法的改進(jìn)
        3.3.3 基于改進(jìn)CAPT方法的路徑規(guī)劃
    3.4 仿真結(jié)果及分析
        3.4.1 仿真初始條件
        3.4.2 區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃算法仿真
        3.4.3 目標(biāo)點(diǎn)覆蓋路徑規(guī)劃算法仿真
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于Null-Space方法的路徑跟蹤控制算法設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 基于Null-Space方法的路徑跟蹤控制算法設(shè)計(jì)
        4.2.1 位置跟蹤控制算法設(shè)計(jì)
        4.2.2 速度跟蹤控制算法設(shè)計(jì)
    4.3 仿真結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 協(xié)同搜索路徑規(guī)劃與控制算法實(shí)現(xiàn)與仿真
    5.1 引言
    5.2 算法實(shí)現(xiàn)
    5.3 仿真結(jié)果及分析
        5.3.1 仿真初始條件
        5.3.2 協(xié)同搜索路徑規(guī)劃與控制算法仿真
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他研究成果
致謝



本文編號(hào)：3631122