發(fā)布時(shí)間：2020-06-02 03:18

【摘要】：無(wú)人機(jī)-無(wú)人車空地聯(lián)合編隊(duì)協(xié)同能夠有效擴(kuò)大感知范圍、提高感知精度,在民用、國(guó)防建設(shè)等方面具有十分廣泛的應(yīng)用前景。其中,隊(duì)形保持與軌跡跟蹤是無(wú)人機(jī)-無(wú)人車空地聯(lián)合編隊(duì)控制的重要研究方向,要求UAV/UGV空地聯(lián)合編隊(duì)在跟蹤期望軌跡過程中,同時(shí)能夠保持期望隊(duì)形不變�；谝陨弦�,本論文針對(duì)單UAV/單UGV和多UAV/多UGV空地聯(lián)合編隊(duì)控制問題,將虛擬領(lǐng)航者和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到UAV/UGV空地聯(lián)合編隊(duì)的控制中,分別設(shè)計(jì)了UAV/UGV空地聯(lián)合編隊(duì)的隊(duì)形保持控制算法與軌跡跟蹤控制算法,對(duì)改善編隊(duì)控制效率和推動(dòng)無(wú)人器向智能型發(fā)展具有十分重要的理論意義。本論文的主要研究工作和成果如下:1)針對(duì)單UAV/單UGV和多UAV/多UGV空地聯(lián)合編隊(duì)的控制問題,建立了基于虛擬領(lǐng)航者的編隊(duì)系統(tǒng)模型,設(shè)計(jì)了一種隊(duì)形保持控制算法,并利用Lyapunov穩(wěn)定性理論證明了隊(duì)形保持控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2)針對(duì)單UAV/單UGV空地聯(lián)合編隊(duì)的軌跡跟蹤問題,利用滑模變結(jié)構(gòu)控制思想為無(wú)人機(jī)與無(wú)人車分別設(shè)計(jì)了一種虛擬領(lǐng)航軌跡跟蹤控制算法,可實(shí)現(xiàn)單UAV/單UGV空地聯(lián)合編隊(duì)跟蹤控制,仿真驗(yàn)證了控制算法的有效性。3)針對(duì)多UAV/多UGV空地聯(lián)合編隊(duì)的軌跡跟蹤問題,建立了以加速度為統(tǒng)一控制輸入的編隊(duì)系統(tǒng)模型,設(shè)計(jì)了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軌跡跟蹤控制算法,通過sigmoid函數(shù)和tanh函數(shù)在線調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)值,使得多UAV/多UGV空地聯(lián)合編隊(duì)能夠快速到達(dá)期望位置,仿真驗(yàn)證了其有效性。
【圖文】：

UAV小型固定翼 速度快、視察范圍大、通信能力強(qiáng) 負(fù)載能力較低、觀測(cè)精度低小型旋翼 垂直起落、盤旋、精確偵察能力強(qiáng) 負(fù)載能力較低UGV 負(fù)載能力大、精確觀察地面目標(biāo)視覺范圍較小、速度較低、通信能力弱國(guó)外機(jī)構(gòu)利用 UAV 與 UGV 各自優(yōu)勢(shì)通過相互協(xié)調(diào)，將 UAV/UGV 空地聯(lián)合編隊(duì)?wèi)?yīng)用到實(shí)際工程中。例如，，佩特雷大學(xué)的 Christos Papachristos 等人利用單無(wú)人機(jī)-單無(wú)人車聯(lián)合編隊(duì)內(nèi)部物理約束進(jìn)行鏈接，系統(tǒng)依靠抽樣的軌跡規(guī)劃和 2×2 維分解模型，解決了長(zhǎng)時(shí)間協(xié)作導(dǎo)航的問題[6]。羅馬大學(xué)的 Lorenzo Rosa 等人將配備了攝像頭的 UAV 與幾輛 UGV 組成了異構(gòu)多機(jī)器人系統(tǒng)，其中 UAV 為 UGV 提供周圍環(huán)境信息，而 UGV執(zhí)行專門任務(wù)[6]。延世大學(xué)的 Jin Hyo Kim 等人開發(fā)了一套多無(wú)人機(jī)、無(wú)人車路線規(guī)劃系統(tǒng)，該套系統(tǒng)能夠在無(wú) GPS 情況下生成地面物體的深度圖，并且可靠的發(fā)現(xiàn)障礙物[8]。國(guó)外機(jī)構(gòu)研究的 UAV/UGV 空地聯(lián)合編隊(duì)如圖 1.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：V249;U463.6;E91

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2692522