多飛行器協(xié)同航路規(guī)劃與編隊控制方法研究.pdf

1、多飛行器協(xié)同任務(wù)規(guī)劃是目前世界各國研究的重要內(nèi)容之一,特別是在軍事領(lǐng)域,多飛行器協(xié)同航路規(guī)劃和編隊控制是其重要組成部分。其實質(zhì)就是通過運用一些優(yōu)化算法、決策技能和智能計算等方法,充分利用多飛行器協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的有利之處,使多個飛行器協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的總效能大于每個飛行器單獨執(zhí)行任務(wù)效能的總和。該文主要研究了以上兩個部分,開展了以下工作:
　　1、針對航路規(guī)劃問題,重點分析研究了Voronoi圖和Dijkstra搜索算法。首先根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境

2、中威脅點的位置,構(gòu)建了戰(zhàn)場威脅的Voronoi圖,從而得到了飛行器搜索航跡的集合,對集合中的折線進行了修正,使其滿足飛行約束條件。在此基礎(chǔ)上建立了出發(fā)點、目標點以及威脅源的賦權(quán)有向圖,并采用Dijkstra搜索算法搜索到所有航跡中威脅和路程的綜合值最小的航跡,即可行的最優(yōu)航跡。運用以上方法找到的航跡更貼近于飛行器飛行的實際航跡。
　　2、針對飛行器編隊航路規(guī)劃問題,對K優(yōu)算法進行了分析研究并做了改進。根據(jù)賦權(quán)有向圖,運用Dijks

3、tra搜索算法建立了所有節(jié)點之間的路徑樹,結(jié)合出發(fā)點和目標點,構(gòu)建了飛行器飛行航跡庫,得到了前K條飛行航跡,以便飛行器之間進行協(xié)同任務(wù)時,對飛行航跡地選取。
　　3、針對飛行器編隊隊形保持控制問題,運用最優(yōu)控制理論方法和“領(lǐng)航-伴航”思想設(shè)計了多飛行器的編隊隊形保持控制器。根據(jù)仿生學原理,研究了編隊隊形動態(tài)調(diào)整方法,設(shè)計了飛行器常用編隊隊形。
　　4、最后進行了數(shù)值仿真驗證。仿真結(jié)果表明:采用上述方法可以精確地得到最優(yōu)航跡,