固定翼無(wú)人機(jī)的直線路徑跟隨控制及其應(yīng)用.pdf

1、在過(guò)去的幾十年里，無(wú)人機(jī)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外被廣泛研究，不僅在軍事領(lǐng)域方面具有很大的應(yīng)用前景，而且現(xiàn)在也經(jīng)常在民事和商業(yè)應(yīng)用中有所涉及。對(duì)于無(wú)人機(jī)的一些特殊應(yīng)用，比如地圖繪制、巡邏監(jiān)視和搜尋解救等，這些任務(wù)的實(shí)現(xiàn)需要使無(wú)人機(jī)跟隨到一條給定的路徑，這就是路徑跟隨問(wèn)題。如何更迅速、更有效地收斂到待跟蹤路徑是無(wú)人機(jī)路徑跟隨研究的主要目的。另外，隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)人機(jī)已經(jīng)具有更先進(jìn)的功能，不僅具有車(chē)載傳感器、控制器和處理器，還有存儲(chǔ)和

2、聯(lián)網(wǎng)通訊能力。將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中收集數(shù)據(jù)近年來(lái)得到很大的關(guān)注，而且研究表明移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的加入能夠解決網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)存在的能耗不均衡現(xiàn)象，而且可以保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。
　　本文主要研究無(wú)人機(jī)對(duì)于給定的固定高度直線路徑的跟隨控制問(wèn)題，并考慮將其應(yīng)用到一類(lèi)線型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，用于節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的收集和傳輸，減少節(jié)點(diǎn)由于多跳傳輸產(chǎn)生的能量消耗。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)第二章研究無(wú)人機(jī)的直線路徑跟隨控制：在無(wú)人機(jī)二維平面運(yùn)動(dòng)學(xué)

3、模型下，考慮無(wú)人機(jī)對(duì)于固定高度的直線路徑跟隨問(wèn)題。本章主要基于向量場(chǎng)的思想，利用視線導(dǎo)引法計(jì)算得到無(wú)人機(jī)到給定直線路徑的一個(gè)理想的航向角向量場(chǎng)，并根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性設(shè)計(jì)航向角輸入命令控制器。最后，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明所提方法的有效性和實(shí)用性。
　　(2)第三章考慮將無(wú)人機(jī)應(yīng)用到線型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中：利用無(wú)人機(jī)作為移動(dòng)數(shù)據(jù)收集器，在線型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沿直線移動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集并轉(zhuǎn)發(fā)給sink節(jié)點(diǎn)。在所考慮的模型中，傳感器節(jié)點(diǎn)為線型均勻