基于观测器的无人机群故障诊断与容错控制方法研究
发布时间：2022-02-08 23:57
自二十世纪九十年代以来,无人机技术可以说是日新月异,无论是在国防安全领域还是在民事领域,无人机都担任着日益重要的角色。然而面对越加艰巨的任务和更为复杂的信息化环境,单架无人机已无法满足任务需求,美国军方对无人机自主控制等级的划分中也将全自主集群作为最高等级,无人机群的研究正成为世界各国研究的热点。随着无人机群中无人机数量的增多,故障发生的可能性与故障诊断的难度也就越大,随之引发事故的影响也越严重。因此,设计有效的无人机群故障诊断与容错控制方法是一个充满挑战的有意义的课题。本文基于观测器的方法研究了无人机群出现执行器故障情况下的故障诊断与容错控制技术,并在Quanser无人机实物验证平台上验证了方法的工程应用价值与其广泛的适用性。首先,介绍了课题的研究背景与研究意义,并对无人机群故障诊断与容错控制研究现状作了概述。然后通过分析相邻长僚机之间的位置关系与无人机自身非线性模型,建立无人机群内外环模型,通过内外环模型的结合,证明了无人机群的稳定性。其次,针对内环无人机非线性模型,考虑存在干扰与执行器故障的情况,在满足合理假设的条件下,利用线性变换将原系统分离为两个子系统,并设计降维滑模观测器进...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
鸟群长途迁徙（图左）和鱼群躲避捕食（图右）
图 1.4 大疆创新春晚无人机表演的无人机技术距离美国和以色列这两个无人机大国来说还有一的研究起步更早，研究成果也更丰富。例如：美国军方早在 19行的可行性研究；在 2004 年，美国国家防御研究部门（DRA制项目，目的就是提高无人机群的自主协同控制能力，以达到作人员即可完成任务的目的[32]；2005 年，由欧洲各国共同资构的无人飞艇/无人直升机进行分布式控制研究[33]。在实际运用占全世界的 61%，是全球头号军事无人机出口国。美国无人机国在 2012 年成功使两架全球鹰无人机完成了空中自主加油任务1 小时成功延长到了 160 小时以上，实现了无人机群编队可以克强了无人机群完成远距离任务的能力。在第 51 届超级碗表演中机“Intel Shooting Star”的灯光表演震撼全球。而且整个过程，500 架无人机也只要一人就能同时放飞。控制过程也非常简
图 1.4 大疆创新春晚无人机表演无人机技术距离美国和以色列这两个无人机大国来说还有研究起步更早，研究成果也更丰富。例如：美国军方早在的可行性研究；在 2004 年，美国国家防御研究部门（DR项目，目的就是提高无人机群的自主协同控制能力，以达人员即可完成任务的目的[32]；2005 年，由欧洲各国共同的无人飞艇/无人直升机进行分布式控制研究[33]。在实际运全世界的 61%，是全球头号军事无人机出口国。美国无人 2012 年成功使两架全球鹰无人机完成了空中自主加油任时成功延长到了 160 小时以上，实现了无人机群编队可以了无人机群完成远距离任务的能力。在第 51 届超级碗表演“Intel Shooting Star”的灯光表演震撼全球。而且整个过500 架无人机也只要一人就能同时放飞。控制过程也非常
【参考文献】：
期刊论文
[1]多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展[J]. 宗群,王丹丹,邵士凯,张博渊,韩宇. 哈尔滨工业大学学报. 2017(03)
[2]美空军未来20年小型无人机发展路线图[J]. 袁政英. 防务视点. 2016(10)
[3]三维动态环境下多无人机编队分布式保持控制[J]. 邵壮,祝小平,周洲,张波,王彦雄. 控制与决策. 2016(06)
[4]基于一致性算法的时延多无人机编队分散化控制[J]. 丁衍,魏晨,鲍树语. 计算机应用. 2014(S1)
[5]无人机发展综述[J]. 景岩. 才智. 2013(16)
[6]基于行为法多智能体系统构形控制研究[J]. 宋运忠,杨飞飞. 控制工程. 2012(04)
[7]无人机三维编队飞行模糊PID控制器设计[J]. 肖亚辉,王新民,王晓燕,余翔. 西北工业大学学报. 2011(06)
[8]物联网及其关键技术[J]. 贺延平. 电子科技. 2011(08)
[9]基于非线性动态逆的无人机编队协同控制[J]. 宋敏,魏瑞轩,沈东,胡明朗. 控制与决策. 2011(03)
[10]Cooperative localization against GPS signal loss in multiple UAVs flight[J]. Yaohong Qu1,2 and Youmin Zhang2,* 1.School of Automation,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072,P.R.China;2.Department of Mechanical and Industrial Engineering,Concordia University,Montreal H3G 1M8,Canada. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2011(01)
博士论文
[1]基于一致性理论的多UAV分布式协同控制与状态估计方法[D]. 张庆杰.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]无人机自动起飞/着陆的控制技术研究[D]. 程士广.南京航空航天大学 2012
[2]基于粒子群优化算法的多机器人编队控制技术[D]. 张明中.中南大学 2011
本文编号：3615997
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
鸟群长途迁徙（图左）和鱼群躲避捕食（图右）
图 1.4 大疆创新春晚无人机表演的无人机技术距离美国和以色列这两个无人机大国来说还有一的研究起步更早，研究成果也更丰富。例如：美国军方早在 19行的可行性研究；在 2004 年，美国国家防御研究部门（DRA制项目，目的就是提高无人机群的自主协同控制能力，以达到作人员即可完成任务的目的[32]；2005 年，由欧洲各国共同资构的无人飞艇/无人直升机进行分布式控制研究[33]。在实际运用占全世界的 61%，是全球头号军事无人机出口国。美国无人机国在 2012 年成功使两架全球鹰无人机完成了空中自主加油任务1 小时成功延长到了 160 小时以上，实现了无人机群编队可以克强了无人机群完成远距离任务的能力。在第 51 届超级碗表演中机“Intel Shooting Star”的灯光表演震撼全球。而且整个过程，500 架无人机也只要一人就能同时放飞。控制过程也非常简
图 1.4 大疆创新春晚无人机表演无人机技术距离美国和以色列这两个无人机大国来说还有研究起步更早，研究成果也更丰富。例如：美国军方早在的可行性研究；在 2004 年，美国国家防御研究部门（DR项目，目的就是提高无人机群的自主协同控制能力，以达人员即可完成任务的目的[32]；2005 年，由欧洲各国共同的无人飞艇/无人直升机进行分布式控制研究[33]。在实际运全世界的 61%，是全球头号军事无人机出口国。美国无人 2012 年成功使两架全球鹰无人机完成了空中自主加油任时成功延长到了 160 小时以上，实现了无人机群编队可以了无人机群完成远距离任务的能力。在第 51 届超级碗表演“Intel Shooting Star”的灯光表演震撼全球。而且整个过500 架无人机也只要一人就能同时放飞。控制过程也非常
【参考文献】：
期刊论文
[1]多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展[J]. 宗群,王丹丹,邵士凯,张博渊,韩宇. 哈尔滨工业大学学报. 2017(03)
[2]美空军未来20年小型无人机发展路线图[J]. 袁政英. 防务视点. 2016(10)
[3]三维动态环境下多无人机编队分布式保持控制[J]. 邵壮,祝小平,周洲,张波,王彦雄. 控制与决策. 2016(06)
[4]基于一致性算法的时延多无人机编队分散化控制[J]. 丁衍,魏晨,鲍树语. 计算机应用. 2014(S1)
[5]无人机发展综述[J]. 景岩. 才智. 2013(16)
[6]基于行为法多智能体系统构形控制研究[J]. 宋运忠,杨飞飞. 控制工程. 2012(04)
[7]无人机三维编队飞行模糊PID控制器设计[J]. 肖亚辉,王新民,王晓燕,余翔. 西北工业大学学报. 2011(06)
[8]物联网及其关键技术[J]. 贺延平. 电子科技. 2011(08)
[9]基于非线性动态逆的无人机编队协同控制[J]. 宋敏,魏瑞轩,沈东,胡明朗. 控制与决策. 2011(03)
[10]Cooperative localization against GPS signal loss in multiple UAVs flight[J]. Yaohong Qu1,2 and Youmin Zhang2,* 1.School of Automation,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710072,P.R.China;2.Department of Mechanical and Industrial Engineering,Concordia University,Montreal H3G 1M8,Canada. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2011(01)
博士论文
[1]基于一致性理论的多UAV分布式协同控制与状态估计方法[D]. 张庆杰.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]无人机自动起飞/着陆的控制技术研究[D]. 程士广.南京航空航天大学 2012
[2]基于粒子群优化算法的多机器人编队控制技术[D]. 张明中.中南大学 2011
本文编号：3615997
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