集群无人机避碰避障控制方法研究

发布时间：2021-09-02 23:38

　　四旋翼无人机是一种近年来备受关注的可通过自主或远程控制完成飞行行为,无需驾驶员直接操纵的无人驾驶飞行器。多无人机协同自主编队飞行是近年来的一个前沿领域。它可以充分利用有限的单机资源,共同完成复杂的任务。避碰问题是无人机编队任务中需要解决的关键问题之一,是航空监督部门授权无人机进入通用空域的关键,也是集群无人机自主化过程中的关键环节。本课题的目的在于建立集群无人机自主协同控制优化理论与应用方法,为突破集群无人机智能自主协同控制发展的瓶颈、促进我国无人机集群化与智能化发展水平,提供科学理论支撑。首先,考虑集群无人机实际飞行过程中的避障需求,在建立面向控制的四旋翼无人机轨迹姿态模型基础上,为避免传统集群无人机为每架无人机规划轨迹的不足,提出了基于集群无人机中心点的轨迹设计策略,进一步,考虑避障约束,基于半定规划进行迭代的区域扩张,完成了集群无人机的安全飞行区域设计,确保了集群无人机在多约束环境下的避障飞行。其次,考虑四旋翼无人机飞行过程中模型参数不确定和外界干扰对姿态控制性能的影响,利用分布式位置控制器、姿态解算算法和基于干扰补偿的有限时间姿态控制器,在有限时间内实现对姿态指令的稳定跟踪。进... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

“小精灵”（Gremlins）项目

第1章绪论3图1-2“山鹑”（Perdix）项目随着智能集群化的发展，美国国防部提出“低成本无人机集群技术”（LOCUST）项目，如图1-3所示，以通信网络信息为中心，以系统的群智涌现能力为核心，以平台间的协同交互能力为基础，以单平台的节点作战能力为支撑，构建具有抗毁性、低成本、功能分布化等优势和智能特征的作战体系，旨在释放大量小型无人机，通过自适应组网及自治协调，对某个区域进行全面侦察并对诸如指控系统等的关键节点及目标进行攻击破坏。图1-3“低成本无人机集群技术”（LOCUST）项目为提升无人机编队的自主协作能力，使得单个操作人员及可控制无人机编队执行任务，实现无人机系统与有人系统的交互，美军提出“拒止环境中协同作

第1章绪论3图1-2“山鹑”（Perdix）项目随着智能集群化的发展，美国国防部提出“低成本无人机集群技术”（LOCUST）项目，如图1-3所示，以通信网络信息为中心，以系统的群智涌现能力为核心，以平台间的协同交互能力为基础，以单平台的节点作战能力为支撑，构建具有抗毁性、低成本、功能分布化等优势和智能特征的作战体系，旨在释放大量小型无人机，通过自适应组网及自治协调，对某个区域进行全面侦察并对诸如指控系统等的关键节点及目标进行攻击破坏。图1-3“低成本无人机集群技术”（LOCUST）项目为提升无人机编队的自主协作能力，使得单个操作人员及可控制无人机编队执行任务，实现无人机系统与有人系统的交互，美军提出“拒止环境中协同作


本文编号：3379952