多无人机协同编队控制算法研究

发布时间：2021-09-07 05:34

　　随着科技的迅猛发展,无人机在军事和民用领域发挥着越来越大的作用。与单架无人机相比,多无人机编队虽然有任务成功率高等优点,但目前编队的应用仍然受到限制。究其原因,主要是因为无人机之间的协作能力和编队的环境适应能力不高,导致编队不够稳定。本文分析了造成飞行环境复杂的原因,认为通信网络中存在的不确定性和障碍物是影响编队稳定的主要因素。因此,本文对无人机编队在上述环境下的控制算法进行了深入研究,主要研究内容和成果如下:首先,本文研究了理想环境下多无人机协同编队的控制问题,基于分布式一致性理论提出了编队算法。每架无人机通过分布式通信拓扑与邻居无人机进行信息交互,根据邻居的位置调整自身的飞行状态,以形成相互协作的整体。基于本编队算法的无人机群不仅具备编队形成、编队保持和编队变换的能力,还具备良好的自愈能力和扩展能力,即当有成员脱离编队或加入编队时,无人机编队都能形成新的队形并保持稳定,这在实际应用中具有十分重要的意义。其次,在实际飞行环境中往往存在通信时延和输入时延,影响了无人机之间的信息交互,所以本文提出了时延环境下的编队控制算法。算法基本思想是:每架无人机用自己的时延状态与其邻居无人机的时延状... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“小精灵”项目示意图

协同编队的研究现状人机编队任务的发展现状务涉及到多种技术的综合使用，是一项十分复杂的须具备控制器、传感器、与推进系统，编队整体需间通信等能力。近年来，国内外众多高校、研究组了大量研究和试验。界权威自然科学类期刊《Nature》报道了匈牙利罗兰项研究成果。该团队利用生物群集行为机制实现了自主编队飞行。如图 1-2 所示，无人机群中不存在通过与邻近无人机进行信息交互实现自主决策[7]。该项任务：在有自组织目标回避能力的有界区域实现队飞行（网格、旋转环、直线）进行集体目标跟踪。通信模块在内的整个系统，并没有考虑规避障碍物互的一致性算法和速度控制，但将通信问题考虑在

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文17 年 3 月的巴基斯坦阅兵式上，三架无人机以编队的飞行方式飞是无人机编队在全球范围内第一次参加阅兵。此外，苏黎世联邦机载视觉设备和通信设备的帮助实现了室内和室外的编队飞行[8ka 团队验证了没有外部全球定位系统支持多无人机群自稳定的可系统在真实场景中的部署，如实地通过有限的机载传感套件和处操作约束。Saska 等人提出的编队控制、运动规划和轨迹规划方法和室外环境的实验验证，如图 1-3 所示。


本文编号：3388943