自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主飛行的核心系統(tǒng),在執(zhí)行避障、跟蹤和監(jiān)視等任務(wù)時(shí),都需要該系統(tǒng)確保無人機(jī)按預(yù)定航線飛行。在復(fù)雜的空域中,如何有效補(bǔ)償外部未知風(fēng)擾,保證無人機(jī)能夠準(zhǔn)確的跟隨預(yù)定的航線,稱為無人機(jī)的路徑跟蹤問題。目前,無人機(jī)路徑跟蹤控制已成為理論和工程研究的熱點(diǎn),是無人機(jī)自主導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵所在,已經(jīng)有很多方法提出用于小型固定翼無人機(jī)的路徑跟蹤控制。小型固定翼無人機(jī)在路徑跟蹤時(shí)存在的問題有:（1）大部分方法只針對(duì)直線和圓弧路徑跟蹤,很難直接應(yīng)用求解一般的曲線路徑跟蹤問題。（2）固定翼無人機(jī)航向調(diào)整的運(yùn)動(dòng)機(jī)理復(fù)雜,很容易受風(fēng)擾影響而產(chǎn)生側(cè)滑。（3）實(shí)現(xiàn)曲線路徑跟蹤時(shí),很少有研究考慮到無人機(jī)輸入受限的情況。在此背景下,為實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確抗干擾的曲線路徑跟蹤控制,論文采用無模型自適應(yīng)控制（Model Free Adaptive Control,MFAC）方法控制無人機(jī)航向,構(gòu)建合適的向量場(chǎng)（Vector Field,VF）實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的曲線路徑跟蹤。針對(duì)二維平面內(nèi)曲線路經(jīng)跟蹤時(shí)輸入受限的情況,提出了控制Lyapunov函數(shù)（Control Lyapunov Function,CLF）和飽和集（N... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１。１軍用無人機(jī)應(yīng)用舉例??

??救、農(nóng)業(yè)施肥、收發(fā)快遞等［６］，如圖１．２所示。??（ａ）地質(zhì)探測(cè)?（ｂ）火情監(jiān)控?（ｃ）污染監(jiān)控??（ｄ）災(zāi)難救援?（ｅ）農(nóng)業(yè)施肥?（ｆ）交通管制??Ｒ為??（ｇ）基建監(jiān)視?（ｈ）收發(fā)快遞?？現(xiàn)場(chǎng)安保??圖１．２民用無人機(jī)應(yīng)用舉例??無論是軍用還是民用無人機(jī)，其核心部件是機(jī)載的自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)??（Ｇｕｉｄａｎｃｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，ＧＣＳ）?［］。ＧＣＳ根據(jù)無人機(jī)的狀態(tài)和當(dāng)前任務(wù)，規(guī)劃產(chǎn)??生合理的期望軌跡，驅(qū)動(dòng)無人機(jī)的作動(dòng)器跟隨期望軌跡，使得無人機(jī)能夠高效準(zhǔn)??確的完成任務(wù)。ＧＣＳ能夠確保地面操作為高級(jí)指令，比如繞點(diǎn)盤旋、執(zhí)行航線、??回家和自主起降等模式等，經(jīng)過機(jī)載計(jì)算機(jī)的運(yùn)算處理，將高級(jí)指令轉(zhuǎn)化為底層??控制指令輸出。自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)由制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制三個(gè)相互連接的子模塊組??成［８］，如圖１．３所示。各子模塊的作用表述為：??制導(dǎo)用于飛行路徑規(guī)劃和管理。先進(jìn)的制導(dǎo)子系統(tǒng)能夠計(jì)算出最優(yōu)的軌跡或??者路徑，同時(shí)滿足一些其他需求，比如燃料最省、時(shí)間最少或者盡量減少震蕩。導(dǎo)??航用于確定無人機(jī)的位置和指向

??救、農(nóng)業(yè)施肥、收發(fā)快遞等［６］，如圖１．２所示。??（ａ）地質(zhì)探測(cè)?（ｂ）火情監(jiān)控?（ｃ）污染監(jiān)控??（ｄ）災(zāi)難救援?（ｅ）農(nóng)業(yè)施肥?（ｆ）交通管制??Ｒ為??（ｇ）基建監(jiān)視?（ｈ）收發(fā)快遞?？現(xiàn)場(chǎng)安保??圖１．２民用無人機(jī)應(yīng)用舉例??無論是軍用還是民用無人機(jī)，其核心部件是機(jī)載的自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)??（Ｇｕｉｄａｎｃｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，ＧＣＳ）?［］。ＧＣＳ根據(jù)無人機(jī)的狀態(tài)和當(dāng)前任務(wù)，規(guī)劃產(chǎn)??生合理的期望軌跡，驅(qū)動(dòng)無人機(jī)的作動(dòng)器跟隨期望軌跡，使得無人機(jī)能夠高效準(zhǔn)??確的完成任務(wù)。ＧＣＳ能夠確保地面操作為高級(jí)指令，比如繞點(diǎn)盤旋、執(zhí)行航線、??回家和自主起降等模式等，經(jīng)過機(jī)載計(jì)算機(jī)的運(yùn)算處理，將高級(jí)指令轉(zhuǎn)化為底層??控制指令輸出。自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)由制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制三個(gè)相互連接的子模塊組??成［８］，如圖１．３所示。各子模塊的作用表述為：??制導(dǎo)用于飛行路徑規(guī)劃和管理。先進(jìn)的制導(dǎo)子系統(tǒng)能夠計(jì)算出最優(yōu)的軌跡或??者路徑，同時(shí)滿足一些其他需求，比如燃料最省、時(shí)間最少或者盡量減少震蕩。導(dǎo)??航用于確定無人機(jī)的位置和指向

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自治飛艇直接自適應(yīng)模糊路徑跟蹤控制[J]. 鄭澤偉,霍偉,武哲.  控制與決策. 2014(03)
[2]數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制理論及方法的回顧和展望[J]. 侯忠生,許建新.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2009(06)
[3]直線電機(jī)的非參數(shù)模型直接自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制[J]. 曹榮敏,侯忠生.  控制理論與應(yīng)用. 2008(03)
[4]無模型自適應(yīng)控制的現(xiàn)狀與展望[J]. 侯忠生.  控制理論與應(yīng)用. 2006(04)



本文編號(hào)：3466119