四旋翼的協(xié)調(diào)編隊(duì)飛行控制.pdf

1、科學(xué)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展不斷的提升著自動(dòng)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(jī)器人，工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)機(jī)器人，具備軍事作戰(zhàn)能力的機(jī)器人都在現(xiàn)如今比較苛刻危險(xiǎn)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(gè)智能體研究的過(guò)程中，隨之任務(wù)的復(fù)雜會(huì)對(duì)智能體提出過(guò)高的運(yùn)算負(fù)荷，和巨量的工作任務(wù)，降低了時(shí)效性。多智能體的編隊(duì)協(xié)同工作的研究就是要解決多個(gè)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(gè)智能體的消耗資源。編

2、隊(duì)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(jī)器人的重要分支，越來(lái)越受到了廣大學(xué)者的重視，尤其是在編隊(duì)系統(tǒng)控制上，現(xiàn)在的研究重點(diǎn)主要有：編隊(duì)的形成和切換，飛行時(shí)的路徑規(guī)劃，編隊(duì)協(xié)同控制機(jī)制。多機(jī)器人編隊(duì)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(duì)象，采用跟隨領(lǐng)航者法，利用相對(duì)偏差距離和相對(duì)偏差角度進(jìn)行編隊(duì)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(jì)完成了單機(jī)的軌跡跟蹤控制。
　　在確定的編隊(duì)形式下給出了編隊(duì)中各個(gè)四旋翼位置的描述，建立了不考慮動(dòng)力學(xué)模型的空間運(yùn)動(dòng)模型，利用經(jīng)典的PID控制算法給出了編隊(duì)保持控制器的設(shè)計(jì)，使得四旋翼編隊(duì)在飛行過(guò)程中能夠保持。
　　為了能夠進(jìn)行編隊(duì)實(shí)驗(yàn)，搭建了分布式控制系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)用的四旋翼遙控器的模擬電位電壓輸出的點(diǎn)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(guò)控制框圖構(gòu)建控制算法，通過(guò)NetC