面向群目標(biāo)搜索的無人機航跡規(guī)劃與跟蹤控制研究.pdf

1、隨著社會的進(jìn)步與技術(shù)的創(chuàng)新，無人機產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出了前所未有的發(fā)展。航跡規(guī)劃與航跡跟蹤控制一直以來是無人機自主飛行系統(tǒng)的重要組成部分，目前的航跡規(guī)劃系統(tǒng)常常是針對單架無人機設(shè)計的，對于多架無人機的航跡規(guī)劃來說不僅僅需要考慮單機的物理性能，環(huán)境和通信問題，還需要考慮所派出無人機的數(shù)量，無人機航跡之間的關(guān)系等問題。同時，四旋翼無人機相較于固定翼無人機有著其獨特的飛行優(yōu)勢，從而受到了廣泛的關(guān)注。然而對于這種欠驅(qū)動、非線性、內(nèi)部參數(shù)難以確定的無人機系

2、統(tǒng)來說，其航跡跟蹤控制器的設(shè)計是比較困難的。因此，根據(jù)以上考慮本文主要做了以下工作：
　　首先，本文分析了航跡規(guī)劃必要性條件和代價約束，如航跡節(jié)點距離、無人機剩余飛行時間、任務(wù)執(zhí)行效率、環(huán)境地形等，從而建立群目標(biāo)搜索無人機航跡規(guī)劃代價模型。同時，也對現(xiàn)有航跡規(guī)劃算法的優(yōu)缺點進(jìn)行了對比，分析了算法的適用范圍。
　　其次，進(jìn)行了面向群目標(biāo)的無人機航跡規(guī)劃算法研究，研究了利用交換序與改善進(jìn)化步長的混合蛙跳算法，使之適用于面向群目標(biāo)

3、的航跡規(guī)劃。
　　然后，研究了節(jié)點間障礙物的碰撞檢測算法，利用障礙物的拓展包圍體實施避障飛行；針對節(jié)點間存在多個障礙物和多架無人機相交于同一個障礙物的情況進(jìn)行分析，并得出了相應(yīng)的避障飛行方案。通過仿真對比，選擇出在不同條件下較為適合的多無人機飛行搜索策略。
　　最后，描述了四旋翼無人機非線性模型，研究了四旋翼無人機的跟蹤控制問題。針對模型的參數(shù)未知，建立了一種與支持向量機相結(jié)合的滑?？刂品桨?；設(shè)計了一種基于自適應(yīng)在線支持向量