基於動態流體擾動原理的三維滾動航路規劃

       複雜環境中存在運動目標、移動威脅與突發威脅等多種情況,將動態流體擾動算法與滾動優化策略相結合,進行無人機(UAV)三維動態航路規劃.基於移動目標運動信息與威脅運動信息引入相對初始流場,用擾動矩陣量化表示障礙物或威脅對相對初始流場的擾動影響,計算相對擾動流場,進而得到實際流場流線即無人機規劃航路.充分利用實時環境信息,綜合考慮未來運動態勢,在有限時域內采用動態流體擾動算法規劃出可選航路,然後構建目標函數,滾動優化反應係數,實現在線航路規劃.仿真結果表明,該算法能較好地適用於複雜動態環境.針對無人機編隊飛行的實際背景和限製條件,提出了一種基於多智能體係統(MAS)技術的編隊飛行的智能優化控製策略和實現算法.利用多Agent之間的交互作用,以靈活便捷的方式進行各單機之間的協同優化,從而可實現多架無人機的自主編隊飛行.考慮到leader-follower原理的支配機製,對麵向編隊飛行的僚機控製律與實現算法進行了重點研究,設計了僚機編隊控製器,通過仿真實驗驗證了其魯棒性和穩定性.最後針對編隊隊形的變換與躲避威脅等特殊情況對無人機編隊單元之間的協調優化進行了仿真驗證和分析。

       一種小型涵道式無人機的姿態控製係統的設計及實現技術.首先通過對無人機組成部分的動力學分析建立了涵道式無人機的數學模型,將模型進行線性化,並針對飛行試驗過程中的不確定性以及結構緊湊帶來的易受外部幹擾的特性設計了基於H∞理論的魯棒控製器,並將控製器帶入非線性係統進行仿真,仿真結果驗證了該算法的有效性.飛行試驗結果表明,該控製器在懸停及小範圍機動時比傳統的PID控製器具有更強的抗幹擾性,提高了飛行器的穩定性和操控性。


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