無人機飛控設(shè)計與協(xié)同打擊地面移動目標仿真研究.pdf

1、無人機的軍用價值在上世紀80年代中東戰(zhàn)爭中初現(xiàn)端倪,并且在隨后的海灣戰(zhàn)爭、南斯拉夫戰(zhàn)爭中進一步體現(xiàn)了其價值。世界各軍事強國都加快了先進無人機的研制步伐,研究的方向由有人控制向自主控制,由單機控制向多機協(xié)同控制轉(zhuǎn)變。無人機自主飛行控制的研究屬于飛行控制技術(shù)的前沿問題,它是指無人機自主完成航路和任務(wù)的規(guī)劃,且能在線感知形勢,按確定的使命、原則在飛行中進行決策、控制,從而自主地執(zhí)行任務(wù)。自主控制技術(shù)是無人機系統(tǒng)區(qū)別于有人機,實現(xiàn)無人操控和執(zhí)行

2、各種任務(wù)的關(guān)鍵。無人機協(xié)同控制技術(shù)是無人機自主控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。盡管在協(xié)同控制領(lǐng)域的研究持續(xù)升溫,一些關(guān)鍵問題仍然亟待解決。其中一個問題是在任務(wù)分配和低層級控制之間存在明顯的脫節(jié)。對于那些包含高度精確和時間協(xié)調(diào)行動的協(xié)同或聯(lián)合任務(wù)而言,其動力學并不能從規(guī)劃和分配中解耦出來。鑒于規(guī)劃的軌跡必須密切依賴與參與協(xié)同的載具的狀態(tài),除了運動學的“可飛行”軌跡之外,路徑規(guī)劃正在越來越依賴于準確的動力學模型的參與。本文以多無人機協(xié)同打擊地面移動目標

3、問題作為研究背景,首先建立無人機和低層級的飛行控制系統(tǒng)(能夠完成姿態(tài)和航跡穩(wěn)定與控制)模型;爾后利用協(xié)同控制Lyapunov函數(shù)(CCLF)方法將路徑規(guī)劃和反饋控制聯(lián)合起來,按照給定的約束條件形成對目標持續(xù)的跟蹤航跡,并且給低層級控制系統(tǒng)下達轉(zhuǎn)彎速率控制指令。這種方法也將產(chǎn)生一個用于更高級別的分配算法的團隊度量,形成任務(wù)分配——路徑規(guī)劃——飛行控制三個控制任務(wù)層級的有機整合;最后,通過協(xié)同打擊地面移動目標的仿真實例,通過分析實驗結(jié)果,印