数据驱动的无人机曲线路径跟踪控制方法研究
发布时间:2021-10-30 05:13
自主导航控制系统是实现无人机自主飞行的核心系统,在执行避障、跟踪和监视等任务时,都需要该系统确保无人机按预定航线飞行。在复杂的空域中,如何有效补偿外部未知风扰,保证无人机能够准确的跟随预定的航线,称为无人机的路径跟踪问题。目前,无人机路径跟踪控制已成为理论和工程研究的热点,是无人机自主导航系统的关键所在,已经有很多方法提出用于小型固定翼无人机的路径跟踪控制。小型固定翼无人机在路径跟踪时存在的问题有:(1)大部分方法只针对直线和圆弧路径跟踪,很难直接应用求解一般的曲线路径跟踪问题。(2)固定翼无人机航向调整的运动机理复杂,很容易受风扰影响而产生侧滑。(3)实现曲线路径跟踪时,很少有研究考虑到无人机输入受限的情况。在此背景下,为实现准确抗干扰的曲线路径跟踪控制,论文采用无模型自适应控制(Model Free Adaptive Control,MFAC)方法控制无人机航向,构建合适的向量场(Vector Field,VF)实现精准的曲线路径跟踪。针对二维平面内曲线路经跟踪时输入受限的情况,提出了控制Lyapunov函数(Control Lyapunov Function,CLF)和饱和集(N...
【文章来源】:国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】:157 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1。1军用无人机应用举例??
??救、农业施肥、收发快递等[6],如图1.2所示。??(a)地质探测?(b)火情监控?(c)污染监控??(d)灾难救援?(e)农业施肥?(f)交通管制??R為??(g)基建监视?(h)收发快递??现场安保??图1.2民用无人机应用举例??无论是军用还是民用无人机,其核心部件是机载的自主导航控制系统??(Guidance?Control?System,GCS)?[]。GCS根据无人机的状态和当前任务,规划产??生合理的期望轨迹,驱动无人机的作动器跟随期望轨迹,使得无人机能够高效准??确的完成任务。GCS能够确保地面操作为高级指令,比如绕点盘旋、执行航线、??回家和自主起降等模式等,经过机载计算机的运算处理,将高级指令转化为底层??控制指令输出。自主导航控制系统由制导、导航和控制三个相互连接的子模块组??成[8],如图1.3所示。各子模块的作用表述为:??制导用于飞行路径规划和管理。先进的制导子系统能够计算出最优的轨迹或??者路径,同时满足一些其他需求,比如燃料最省、时间最少或者尽量减少震荡。导??航用于确定无人机的位置和指向
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【参考文献】:
期刊论文
[1]自治飞艇直接自适应模糊路径跟踪控制[J]. 郑泽伟,霍伟,武哲. 控制与决策. 2014(03)
[2]数据驱动控制理论及方法的回顾和展望[J]. 侯忠生,许建新. 自动化学报. 2009(06)
[3]直线电机的非参数模型直接自适应预测控制[J]. 曹荣敏,侯忠生. 控制理论与应用. 2008(03)
[4]无模型自适应控制的现状与展望[J]. 侯忠生. 控制理论与应用. 2006(04)
本文编号:3466119
【文章来源】:国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】:157 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1。1军用无人机应用举例??
??救、农业施肥、收发快递等[6],如图1.2所示。??(a)地质探测?(b)火情监控?(c)污染监控??(d)灾难救援?(e)农业施肥?(f)交通管制??R為??(g)基建监视?(h)收发快递??现场安保??图1.2民用无人机应用举例??无论是军用还是民用无人机,其核心部件是机载的自主导航控制系统??(Guidance?Control?System,GCS)?[]。GCS根据无人机的状态和当前任务,规划产??生合理的期望轨迹,驱动无人机的作动器跟随期望轨迹,使得无人机能够高效准??确的完成任务。GCS能够确保地面操作为高级指令,比如绕点盘旋、执行航线、??回家和自主起降等模式等,经过机载计算机的运算处理,将高级指令转化为底层??控制指令输出。自主导航控制系统由制导、导航和控制三个相互连接的子模块组??成[8],如图1.3所示。各子模块的作用表述为:??制导用于飞行路径规划和管理。先进的制导子系统能够计算出最优的轨迹或??者路径,同时满足一些其他需求,比如燃料最省、时间最少或者尽量减少震荡。导??航用于确定无人机的位置和指向
??救、农业施肥、收发快递等[6],如图1.2所示。??(a)地质探测?(b)火情监控?(c)污染监控??(d)灾难救援?(e)农业施肥?(f)交通管制??R為??(g)基建监视?(h)收发快递??现场安保??图1.2民用无人机应用举例??无论是军用还是民用无人机,其核心部件是机载的自主导航控制系统??(Guidance?Control?System,GCS)?[]。GCS根据无人机的状态和当前任务,规划产??生合理的期望轨迹,驱动无人机的作动器跟随期望轨迹,使得无人机能够高效准??确的完成任务。GCS能够确保地面操作为高级指令,比如绕点盘旋、执行航线、??回家和自主起降等模式等,经过机载计算机的运算处理,将高级指令转化为底层??控制指令输出。自主导航控制系统由制导、导航和控制三个相互连接的子模块组??成[8],如图1.3所示。各子模块的作用表述为:??制导用于飞行路径规划和管理。先进的制导子系统能够计算出最优的轨迹或??者路径,同时满足一些其他需求,比如燃料最省、时间最少或者尽量减少震荡。导??航用于确定无人机的位置和指向
【参考文献】:
期刊论文
[1]自治飞艇直接自适应模糊路径跟踪控制[J]. 郑泽伟,霍伟,武哲. 控制与决策. 2014(03)
[2]数据驱动控制理论及方法的回顾和展望[J]. 侯忠生,许建新. 自动化学报. 2009(06)
[3]直线电机的非参数模型直接自适应预测控制[J]. 曹荣敏,侯忠生. 控制理论与应用. 2008(03)
[4]无模型自适应控制的现状与展望[J]. 侯忠生. 控制理论与应用. 2006(04)
本文编号:3466119
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