四旋翼的協(xié)調(diào)編隊飛行控制.pdf

1、科學(xué)的進步和技術(shù)的發(fā)展不斷的提升著自動化在日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中的比重，家用服務(wù)型機器人，工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)機器人，具備軍事作戰(zhàn)能力的機器人都在現(xiàn)如今比較苛刻危險的工作環(huán)境中替代了人力的勞作，提高工作執(zhí)行效率以及安全程度。但在單個智能體研究的過程中，隨之任務(wù)的復(fù)雜會對智能體提出過高的運算負(fù)荷，和巨量的工作任務(wù)，降低了時效性。多智能體的編隊協(xié)同工作的研究就是要解決多個智能體之間分布式的自治式完成既定的局部任務(wù)，從而降低每一個智能體的消耗資源。編

2、隊系統(tǒng)控制已經(jīng)在衛(wèi)星，航母群等軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　四旋翼作為機器人的重要分支，越來越受到了廣大學(xué)者的重視，尤其是在編隊系統(tǒng)控制上，現(xiàn)在的研究重點主要有：編隊的形成和切換，飛行時的路徑規(guī)劃，編隊協(xié)同控制機制。多機器人編隊主要方法有：跟隨領(lǐng)航者法、基于行為法、虛擬結(jié)構(gòu)法。本文選取四旋翼為研究對象，采用跟隨領(lǐng)航者法，利用相對偏差距離和相對偏差角度進行編隊控制。推導(dǎo)了四旋翼的數(shù)學(xué)模型并給出了積分Backstepping和PID

3、相結(jié)合的控制率的設(shè)計完成了單機的軌跡跟蹤控制。
　　在確定的編隊形式下給出了編隊中各個四旋翼位置的描述，建立了不考慮動力學(xué)模型的空間運動模型，利用經(jīng)典的PID控制算法給出了編隊保持控制器的設(shè)計，使得四旋翼編隊在飛行過程中能夠保持。
　　為了能夠進行編隊實驗，搭建了分布式控制系統(tǒng)，將實驗用的四旋翼遙控器的模擬電位電壓輸出的點位閥替換成了數(shù)字控制器PC-104的DA輸出端口，在Matlab中通過控制框圖構(gòu)建控制算法，通過NetC