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《多無人機協(xié)同編隊集結中的優(yōu)化技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、中圖分類號：V249論文編號：102870318-SX123學科分類號：081101碩士學位論文多無人機協(xié)同編隊集結中的優(yōu)化技術研究研究生姓名楊軍學科、專業(yè)控制理論與控制工程研究方向無人機飛行控制指導教師王道波教授南京航空航天大學研究生院自動化學院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringTheResearchonOptimizationTechnologyinCoop
2、erativeFormationRendezvousofMulti-UAVsAThesisinControlTheoryandControlEngineeringbyJunYangAdvisedbyProf.DaoboWangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承諾書本人聲明所呈交的碩士學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文
3、中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。本人授權南京航空航天大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。（保密的學位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學碩士學位論文摘要現(xiàn)代戰(zhàn)爭對無人機的任務要求越來越高，由于單架無人機固有的性能約束，多無人機協(xié)同編隊越來越受到關注，而作為協(xié)同編隊的前提，多無人機協(xié)同編隊集結一直是人們的重點研究對象。本文對多無人機協(xié)同編隊集結問題
4、進行了分析，針對其中的航跡規(guī)劃、時間協(xié)同、實時避障和路徑實時調整問題進行了研究，提出了對應的優(yōu)化方案。針對航跡規(guī)劃問題，提出了適用于該問題的改進的元胞遺傳算法—基于人才引進策略的元胞遺傳算法，詳細介紹了該算法的改進思路和算法步驟，對該優(yōu)化算法的性能進行了測試與分析，證明了算法的有效性。隨后給出了基于該算法的無人機航跡規(guī)劃詳細步驟，對其中的初始航跡的生成、目標函數(shù)的設計、遺傳進化過程（引進、選擇、交叉、變異）的具體操作以及生成航跡的平滑處理進行了研究。針對時間協(xié)同航跡規(guī)劃，設計了2種協(xié)同航跡規(guī)劃方案。其中，備選航跡協(xié)同方案在
5、規(guī)劃可行時能夠保證協(xié)同航跡的總代價值最小，二次規(guī)劃協(xié)同方案使各無人機間的航程和飛行速度基本一致。針對無人機飛行過程中的速度調整，給出了在線協(xié)同速度調整策略，并進一步進行優(yōu)化，設計了無人機無法建立通信時的離線輔助速度調整方案。針對實時避障問題，提出了基于邏輯回歸（LR）曲線的實時避障策略。根據(jù)LR曲線的平滑性和形狀可調性，證明了其作為避障曲線的可行性，給出了曲線參數(shù)的選取條件，設計了多種情況下的LR曲線生成方法。針對速度調整策略受限下的實時路徑調整問題，給出了多段圓弧路徑調整方案，該方案在進一步保證時間協(xié)同性的基礎上保證了速
6、度的協(xié)同性。隨后，對應于該方案的多段圓弧路徑，設計了便于圓弧跟蹤的時變向量場導引方案，給出了向量場構建方法并對其穩(wěn)定性進行了證明。最后，本文進行了基于多無人機協(xié)同編隊集結的仿真試驗，驗證了本文針對各項待優(yōu)化問題所提出的優(yōu)化方案的可行性和有效性。關鍵詞：多無人機，編隊集結，航跡規(guī)劃，時間協(xié)同，元胞遺傳算法，邏輯回歸曲線，時變向量場i多無人機協(xié)同編隊集結中的優(yōu)化技術研究ABSTRACTWiththehighermissionrequirementsofmodernwarfaretoUAVswithinherentperform
7、anceconstraints,themulti-UAVscooperativeformationflight(CFF)hasbeenmoreandmoreimportant.AstheprerequisiteofCFF,theformationrendezvousofmulti-UAVshasbeenthefocusofscholars'study.Inthispaper,thecooperativeformationrendezvousofmulti-UAVshasbeenanalyzed,andtheoptimiza
8、tionschemeshasbeenproposedbasedonthestudyofpathplanning,timecoordination,real-timeobstacleavoidanceandreal-timepathadjustment.Tosolvetheproblemofpathpla
