多無人機協(xié)同編隊飛行的工作模式可以在一定程度上提高單架無人機執(zhí)行任務(wù)的效率,在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用價值�？紤]到多無人機在緊密編隊過程中不可避免地會受到氣動耦合與陣風(fēng)等各類不確定干擾,若簡單地采用線性化方法進(jìn)行控制律設(shè)計顯然是不合適的。對于具有非線性、欠驅(qū)動、強耦合特性的無人機緊密編隊飛行系統(tǒng),本文提出一種改進(jìn)的自抗擾滑�？刂扑惴āａ槍δＰ椭写嬖诘臍鈩玉詈系炔淮_定干擾因素,設(shè)計相應(yīng)的擴張狀態(tài)觀測器進(jìn)行實時估計并在控制律中補償;針對自抗擾控制器參數(shù)配置難度大和欠驅(qū)動系統(tǒng)的控制問題,基于滑模變結(jié)構(gòu)控制理論設(shè)計復(fù)合編隊控制器,這是本文的創(chuàng)新之處。最后通過Lyapunov函數(shù)證明跟蹤誤差一致收斂到零,并進(jìn)行了MATLAB仿真分析。主要從以下幾個方面進(jìn)行深度研究:首先,基于通用的“長機-僚機”結(jié)構(gòu)策略并正確建立坐標(biāo)系,詳細(xì)推導(dǎo)出無人機機間相對運動學(xué)方程;采用馬蹄渦模型簡化編隊隊列中的渦流效應(yīng),基于Biot-Savart定律具體計算出各方向上氣動力增量變化和穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù),建立了完整的編隊飛行系統(tǒng)空間模型,并進(jìn)行了數(shù)值仿真,比較有無氣動耦合兩種情形下的飛行結(jié)果,得到一些有用的結(jié)論。其次,采用... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型固定翼和旋翼無人機

圖 1-2 無人機編隊的基本構(gòu)型Fig. 1-2 Basic configuration of UAVs formation當(dāng)無人機采用近距離編隊方式，即緊密編隊方式時，還必須充分考慮尖對僚機施加的氣動渦流影響。前后氣動渦流的相互疊加、各無人機間的隨機性因素的影響，為多無人機編隊飛行控制問題增加了難度，這些在接幅中將會詳細(xì)論述。理論上是不希望出現(xiàn)這種渦流的，然而對鳥類的遷徙學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)第i架飛機產(chǎn)生的上洗氣流，會使得第 i 1架飛機升力增加，阻有利于長時間飛行[6]。這有關(guān)于編隊最佳位置確定的研究，本文的研究重何克服這種阻力保持編隊飛行。1.3 無人機編隊控制方法綜述無人機緊密編隊飛行過程中存在的各種模型不確定因素使得系統(tǒng)成

圖 2-1 地面基準(zhǔn)坐標(biāo)系Fig. 2-1 Earth-surface inertial reference frame(Reference coordinate frame)W W WO x y z，簡是以長機為參照進(jìn)行控制，一旦長機發(fā)生故編隊模式多是以虛擬長機為目標(biāo)，但需要以機故障導(dǎo)致編隊失控，旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)系 B 向為僚機航行速度WV 方向，y軸在同一水手定則確定方向。這樣，長機相對僚機的坐

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]基于自抗擾技術(shù)的四旋翼姿態(tài)解耦控制方法[J]. 李杰,齊曉慧,韓帥濤.  電光與控制. 2013(03)

博士論文
[1]無人機自主編隊飛行控制系統(tǒng)設(shè)計方法及應(yīng)用研究[D]. 萬婧.復(fù)旦大學(xué) 2009
[2]多無人機協(xié)同編隊仿生飛行控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 樊瓊劍.南京航空航天大學(xué) 2008

碩士論文
[1]無人機仿生緊密編隊飛行控制技術(shù)研究[D]. 劉成功.南京航空航天大學(xué) 2009
[2]滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)抖振抑制方法的研究[D]. 李琳.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3533852