多無人機編隊在飛行過程中,實現(xiàn)隊形保持控制與隊形重構是至關重要的。本文主要應用分布式控制思想進行了隊形保持控制研究,應用最優(yōu)控制思想進行了隊形重構控制研究。首先基于長機-僚機模式的無人機編隊控制構型,本文給出了一種空間中的彈性距離矢量,把前后相鄰兩架無人機之間的相對距離描述成與飛行速度相關的函數(shù)關系,為編隊控制增加了一種彈性編隊控制方法。并基于此,建立了編隊僚機與長機之間的誤差控制模型。對于隊形保持,文中忽略信息通訊的延時,假定編隊拓撲是穩(wěn)定的,設計了一種僅包含位置狀態(tài)分布式反饋優(yōu)化控制器,并根據(jù)Lyapunov函數(shù)方法證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對于該控制器,文中采用三機編隊分別進行了三角型與線型編隊的加減速及轉彎情景的飛行控制仿真,驗證了該控制器性能和彈性矢量的有效性。此外,與固定的非彈性的無人機編隊做了仿真對比,結果表明當無人機做突然機動時,帶有彈性距離矢量的編隊具有控制代價小的特點。對于隊形重構,首先把編隊模型進行簡化處理,給出了含有彈性距離的誤差控制模型。以控制代價為研究目標,把編隊重構的實際問題轉化成為一個關于燃料的最優(yōu)控制問題。根據(jù)實際環(huán)境和控制條件,考慮最小安全距離,最大通信距離,編隊控制輸入的上下限以及重構時間等約束量。通過采用Legendre偽譜法對模型的離散化處理求出該問題的最優(yōu)近似解。仿真結果表明本文所提的方法能夠在滿足多種約束條件下得到隊形重構的最優(yōu)飛行軌跡,能使目標函數(shù)達到最優(yōu),實現(xiàn)最小燃料消耗的目的。
【學位單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V279;V249.1
【部分圖文】：

UAV 應該是具備獨立自主功能，向人一樣具備“思考”能力的智不依賴人們的操作進行自我判斷，自我決策以及自我任務執(zhí)行和行為控制主模式控制。但目前較多的無人機仍然需要人為干預控制，無人機處于半。近年隨著科技信息各方面的取得的驕人成績，無人機已開始從半自主式智能化到智能化的轉變，無人機水平也在不斷提高。目前國外出現(xiàn)較為智，比如美國 X-47B 和“幽靈射線”等已經(jīng)完成試飛并將在不久部署到實際德，英，法等歐洲國家也在聯(lián)合開發(fā) UAV。中國的 UAV 厚積薄發(fā)，研制展開，目前航空工業(yè)取得了豐碩成果，如眾所周知的“翼龍”，“翔龍”，“”等系列無人機，部分已經(jīng)進入實戰(zhàn)應用。而，當 UAV 面對復雜環(huán)境以及特殊任務需求時，由于自身的特點如任務圍局限、執(zhí)行任務效率低等，單一的 UAV 就顯得杯水車薪。而人們受啟鳥、魚的集群行為，把多架無人機編排一起，構成編隊以滿足某些場景需機編隊，也即把兩架或者兩架以上的同類型或者不同類型的無人機，按照一定的編隊結構，進而執(zhí)行某種任務。無人機編隊飛行如下圖 1.1 所示。

沈陽航空航天大學碩士學位論文第 2 章 理論基礎中用到描述無人機運動所涉的坐標系以及無本定義，為此后的數(shù)學建模及分析做了準備重構所用的 Legendre 偽譜法的求解方法，為系來描述無人機的運動參數(shù)，是無人機運動學器的控制統(tǒng)進行研究研究與設計的關鍵內容可通過坐標系變換和向量投影與分解實現(xiàn)轉上一點 O，使gx 在地面上只想任意一點，，gy 軸指向東方與 x 軸與 z 軸形成了右手系

機體坐標系
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關博士學位論文 前3條

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本文編號：2860460