面向群目標搜索的無人機航跡規(guī)劃與跟蹤控制研究.pdf

1、隨著社會的進步與技術的創(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注。然而對于這種欠驅動、非線性、內部參數(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、任務執(zhí)行效率、環(huán)境地形等，從而建立群目標搜索無人機航跡規(guī)劃代價模型。同時，也對現(xiàn)有航跡規(guī)劃算法的優(yōu)缺點進行了對比，分析了算法的適用范圍。
　　其次，進行了面向群目標的無人機航跡規(guī)劃算法研究，研究了利用交換序與改善進化步長的混合蛙跳算法，使之適用于面向群目標

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行分析，并得出了相應的避障飛行方案。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合的滑?？刂品桨?；設計了一種基于自適應在線支持向量