隨著無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)環(huán)境的復(fù)雜化,單一無人機(jī)所能執(zhí)行的任務(wù)能力有限,生存能力也受到挑戰(zhàn),無人機(jī)的任務(wù)模式已經(jīng)逐步從單平臺執(zhí)行任務(wù)向著集群化協(xié)同執(zhí)行任務(wù)方向發(fā)展。而且,無人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,尤其是自主能力的不斷提高,使得無人機(jī)具備了集群協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的能力。因此,無人機(jī)集群系統(tǒng)必將成為無人機(jī)設(shè)計領(lǐng)域的一個重要研究課題。本文針對無人機(jī)集群體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計,在無人機(jī)集群協(xié)同任務(wù)規(guī)劃和協(xié)同飛行控制領(lǐng)域展開研究。無人機(jī)集群體系結(jié)構(gòu)是研究無人機(jī)集群的基礎(chǔ),本文設(shè)計了一種動態(tài)集散式的體系結(jié)構(gòu),提高了無人機(jī)集群決策的效率與執(zhí)行任務(wù)的安全性和可靠性;并闡明了該體系結(jié)構(gòu)下的通訊方案和決策方案,對無人機(jī)集群中涉及的三種無人機(jī)進(jìn)行設(shè)計與分析。任務(wù)規(guī)劃是無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的前提,包括任務(wù)分配和航跡規(guī)劃。本文基于所設(shè)計的動態(tài)集散式體系結(jié)構(gòu),研究了無人機(jī)集群協(xié)同任務(wù)規(guī)劃。針對典型的協(xié)同搜索攻擊任務(wù),考慮禁飛區(qū)的影響,建立了任務(wù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型;以執(zhí)行任務(wù)最短時間為優(yōu)化目標(biāo),提出了一種并行計算的多種群遺傳算法,以任務(wù)為基因,以無人機(jī)分配得到的若干任務(wù)排列成染色體,通過多個種群的協(xié)同進(jìn)化及種群間的基因交流,實現(xiàn)了任務(wù)規(guī)劃問題求解的并...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 無人機(jī)集群概述
        1.2.1 生物集群行為
        1.2.2 無人機(jī)集群概念
    1.3 研究現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 無人機(jī)集群關(guān)鍵技術(shù)研究
    1.4 本文主要內(nèi)容
第二章 無人機(jī)集群系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)與無人機(jī)單元
    2.1 無人機(jī)集群方案
        2.1.1 體系結(jié)構(gòu)方案
        2.1.2 多類型無人機(jī)單元方案
    2.2 無人機(jī)總體設(shè)計
        2.2.1 設(shè)計指標(biāo)
        2.2.2 氣動布局選擇
        2.2.3 主要參數(shù)確定
        2.2.4 外形設(shè)計
    2.3 無人機(jī)性能分析
        2.3.1 氣動分析
        2.3.2 平飛性能
        2.3.3 爬升性能
        2.3.4 起降性能
        2.3.6 轉(zhuǎn)彎性能
        2.3.7 計算結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 無人機(jī)集群協(xié)同任務(wù)規(guī)劃
    3.1 協(xié)同任務(wù)規(guī)劃概述
        3.1.1 任務(wù)規(guī)劃概念
        3.1.2 動態(tài)任務(wù)規(guī)劃
    3.2 任務(wù)規(guī)劃問題建模
        3.2.1 相關(guān)概念
        3.2.2 問題描述
        3.2.3 目標(biāo)函數(shù)
        3.2.4 約束條件
    3.3 任務(wù)規(guī)劃算法
        3.3.1 并行計算的多種群遺傳算法設(shè)計
        3.3.2 初始群落及基本概念
        3.3.3 適應(yīng)度函數(shù)
        3.3.4 種群內(nèi)進(jìn)化及基因影響度分析
        3.3.5 基因交流與群落選擇
        3.3.6 終止條件
    3.4 任務(wù)規(guī)劃算例
    3.5 本章小結(jié)
第四章 無人機(jī)集群協(xié)同飛行控制
    4.1 基于指令的協(xié)同飛行控制方案
        4.1.1 指令的概念
        4.1.2 具體方案
    4.2 協(xié)同編隊飛行
        4.2.1 問題描述
        4.2.2 隊形設(shè)計及指令生成
        4.2.3 隊形控制
    4.3 協(xié)同搜索攻擊
        4.3.1 問題描述
        4.3.2 數(shù)學(xué)模型
        4.3.3 搜索算法
    4.4 本章小結(jié)
第五章 無人機(jī)集群仿真平臺開發(fā)
    5.1 Matlab&C#混合編程概述
        5.1.1 Matlab和 C#介紹
        5.1.2 混合編程基本方法
        5.1.3 C#中調(diào)用Matlab函數(shù)
    5.2 仿真軟件開發(fā)
        5.2.1 需求分析
        5.2.2 軟件總體方案
        5.2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層開發(fā)
        5.2.4 軟件算法層開發(fā)
        5.2.5 界面顯示層開發(fā)
    5.3 仿真效果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
        6.1.1 主要工作
        6.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3849017