資源描述：
《多無人機協(xié)同編隊控制算法研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文多無人機協(xié)同編隊控制算法研究RESEARCHONCOOPERATIVEFORMATIONCONTROLALGORITHMFORMULTI-UAV林倩玉哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TJ765.3學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：623密級：公開工程碩士學(xué)位論文多無人機協(xié)同編隊控制算法研究碩士研究生：林倩玉導(dǎo)師：王曉麗副教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：控制工程所在單位：信息與電氣工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TJ765.3U.
2、D.C:623DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCOOPERATIVEFORMATIONCONTROLALGORITHMFORMULTI-UAVCandidate：LinQianyuSupervisor：AssociateProfessorWangXiaoliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：School
3、ofInformationandElectricalEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要隨著科技的迅猛發(fā)展，無人機在軍事和民用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。與單架無人機相比，多無人機編隊雖然有任務(wù)成功率高等優(yōu)點，但目前編隊的應(yīng)用仍然受到限制。究其原因，主要是因為無人機之間的協(xié)作能力和編隊的環(huán)境適應(yīng)能力不高，導(dǎo)致編隊不夠穩(wěn)定。本文分析了造
4、成飛行環(huán)境復(fù)雜的原因，認為通信網(wǎng)絡(luò)中存在的不確定性和障礙物是影響編隊穩(wěn)定的主要因素。因此，本文對無人機編隊在上述環(huán)境下的控制算法進行了深入研究，主要研究內(nèi)容和成果如下：首先，本文研究了理想環(huán)境下多無人機協(xié)同編隊的控制問題，基于分布式一致性理論提出了編隊算法。每架無人機通過分布式通信拓撲與鄰居無人機進行信息交互，根據(jù)鄰居的位置調(diào)整自身的飛行狀態(tài)，以形成相互協(xié)作的整體。基于本編隊算法的無人機群不僅具備編隊形成、編隊保持和編隊變換的能力，還具備良好的自愈能力和擴展能力，即當有成員脫離編隊或加入編隊時，無人機編隊都能
5、形成新的隊形并保持穩(wěn)定，這在實際應(yīng)用中具有十分重要的意義。其次，在實際飛行環(huán)境中往往存在通信時延和輸入時延，影響了無人機之間的信息交互，所以本文提出了時延環(huán)境下的編隊控制算法。算法基本思想是：每架無人機用自己的時延狀態(tài)與其鄰居無人機的時延狀態(tài)進行比較，得到當前時刻的控制輸入，自動駕駛儀根據(jù)控制輸入調(diào)整飛行狀態(tài)，從而完成相對位置的同步控制。除此之外，為了減小時延約束對編隊穩(wěn)定性的影響，本文提出了可以主動增大時延上限的拓撲結(jié)構(gòu)，這從一定程度上改善了時延問題。最后，為了避免無人機與障礙物或其它無人機發(fā)生碰撞，提高編
6、隊對環(huán)境的適應(yīng)能力，本文重點研究了編隊避障控制算法。算法通過結(jié)合改進人工勢場法和一致性理論，生成每架無人機的避障、編隊和飛向目標點的行為，從而使無人機群表現(xiàn)出協(xié)同編隊避障的集體行為。特別地，本文重新對安全距離進行定義，使無人機在以高速度和小角度接近障礙物時，無人機都有足夠的時間避開障礙物。經(jīng)過MATLAB仿真驗證，該算法可使無人機編隊在有連續(xù)障礙物和相鄰較近的障礙環(huán)境下保持群集避障，而非各自避障，表現(xiàn)出了較強的自主協(xié)調(diào)性、鄰近交互性、群體穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：多無人機；協(xié)同編隊；一致性算法；時延；改進人
7、工勢場-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,unmannedaerialvehicles(UAVs)areplayinganincreasinglyimportantroleinthemilitaryandcivilianfields.ComparedwithasingleUAV,multi-UAVformationhastheadvantageofhighsuccessrateofmissions,bu
8、ttheapplicationoftheformationisstilllimited.ItmainlybecausethatthecoordinationcapabilitybetweenUAVsandtheenvironmentadaptabilityoftheformationsarenotgood.Thispaperanalyzesthereasonsforthecomplexityofth
