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无人机

“9·11事件”后,追杀本·拉登成为世界关注的重点。拉登死去的消息震惊世界的同时,用于追捕拉登的“掠夺者”号无人机以其强大的情报搜集功能也吸引了众多眼球。无人机是“无人驾驶飞行器”(Unmanned Aerial Vehicle)的简称,也叫“遥控飞行器”或者“雄峰”。这种飞行器上没有驾驶舱,主要通过地面飞行员的遥控装置、自动车载计算机或其他车辆对其进行控制。与载人飞机相比,无人机具因其积小、质量轻、成本低、操作简单、使用灵活、准确性高、隐蔽性好、抗干扰能力强等优点,受到各国的青睐,目前已被广泛运用于军事、航空、农业、消防、执法等多个领域。无人机的发展简史我们今天看到的无人驾驶飞机不是凭空出世,而是经过时代变迁、技术革新、不断发展演变的结果,其发展历程大致经历四个阶段。第一阶段是初期雏形时期。这一时期的历史可追溯至20世纪初,无人机最初的构想源于士兵的打靶训练。第一次世界大战期间,代顿—赖特航空公司设计了一个无人驾驶的空中鱼雷并...  (本文共3页) 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

多无人机协同航迹规划及其控制方法研究

无人机以其机动性强、零人员伤亡、持续作战能力强、有效应对恶劣环境等特点,在军事领域和民用领域受到越来越多的关注。然而,随着信息化、智能化技术的进一步推动,未来复杂的应用环境对无人机的快速反应能力、控制性能和协同程度等方面提出了更高层次的要求。因此,充分发挥多无人机协同执行任务的优势,取得1+1大于2的效果,同时提高无人机自身控制系统的鲁棒性,从而有效抑制其内部不确定性和外界扰动的影响,将成为未来无人机应用的关键问题。基于上述研究背景,为了获得高效高精度的多无人机航迹规划结果,同时实现存在不确定性和外界扰动条件下的航迹跟踪控制,本文在充分考虑时间协同约束、复杂空间约束的基础上,提出了单无人机航迹规划算法和多无人机协同航迹规划算法,进而利用非线性系统控制理论针对四旋翼无人机模型设计了内回路姿态稳定控制器和外回路位置跟踪控制器,从而为无人机自主控制在复杂环境下的工程应用提供技术支撑。本文首先针对复杂障碍环境的单无人机航迹规划问题展开深...  (本文共174页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

飞翼布局无人机鲁棒滑模非线性飞行控制研究

飞翼布局无人机在气动力效率、隐身性能、续航时间和载荷分布等方面具有独特的优势,是远程长航时隐身轰炸机、无人作战飞机、高空长航时无人机等飞行器的理想布局型式。飞翼布局无人机的动力学模型具有非线性、强耦合、快时变、多输入多输出等特点,且由于没有平尾和垂尾等部件,飞翼布局无人机的稳定性存在很多的不足,存在纵向稳定性弱、航向中性稳定以及横航向运动耦合强等问题,而飞翼布局无人机主要用途是在高亚音速下执行侦察、轰炸或运输等一些任务,对航迹稳定和姿态控制的准确性要求比较高。因此,研究具有良好鲁棒性的先进飞行控制系统是飞翼布局无人机研制的关键技术。本文针对这一问题,以传统滑模变结构控制理论和二阶滑模控制理论为主线,同时结合自适应控制、分数阶理论、预设性能、反步控制、鲁棒控制、自抗扰控制等先进控制方法,对存在未建模动态及外部扰动等复合干扰的飞翼布局无人机姿态控制与着陆控制问题进行了深入的研究。主要的研究成果如下所述:1.建立了包括地面效应以及舵面...  (本文共165页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
清华大学

基于无人机的MANET关键问题

在不确定的移动应用环境中,诸多并行注入的网络调控参数导致MANET系统复杂化,使得按需设计和评估一个适用的MANET面临着诸多困难。本文针对基于无人机的MANET,围绕着网络连通性、网络性能、链路动态性等关键问题,探讨不同优化目标下相应的中继策略。主要工作和创新点包括以下四方面。首先,提出一种无人机中继网络的基于代数连通度梯度的协同移动策略(CMS-ACG)。仿真表明,CMS-ACG可有效地维持无人机之间的连通性;随着网络节点数目和连接强度阈值的增加,代数连通度也随之增加,但无人机中继网络对代数连通度的提升度随之下降。其次,提出一种无人机中继网络的基于负载和优先级加权质心的协同移动策略(CMS-WCLP)。通过将负载和数据包优先级作为节点权重参数,将无人机移动问题构造为无人机与节点距离平方的加权和最小化的优化问题。利用一种基于无人机的MANET系统模型搭建了网络仿真环境。研究表明,无人机中继网络在CMS-WCLP下能够有效提升数...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

基于协同机制的多无人机任务规划研究

众所周知,无人机技术在突发事件应急、抗震救灾、军事行动等关键领域为国民经济和人民的社会生活提供了诸多便利和服务。然而面对其执行任务的复杂性、多样性,以及各应用领域不断涌现的应用需求,如何实现多无人机任务协同来有效处理多类型异构任务,已成为无人机研究领域的一个重要问题,并引起了工业界与学术界的广泛关注。基于协同机制的多无人机任务规划技术是实现无人机任务协同的关键,但复杂的任务场景给多无人机任务规划技术的研究带来了以下挑战:首先,无人机网络拓扑快速变化会对网络路由的可靠性产生严重影响,使得无人机之间的协商与决策过程缺乏可靠的路由通信保障;其次,基于时间约束的异构类型的任务处理增加了多无人机任务分配问题的复杂度,制约了多无人机的任务协同能力;最后,任务的突发性、无人机分布的随机性以及航行约束的多样性等因素的存在,使得多无人机航路规划的有效性急剧下降,因而无法保障无人机编队协同执行任务的效果。为此,针对上述挑战,本文对基于协同机制的多无...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

基于智能优化与RRT算法的无人机任务规划方法研究

无人机系统向着智能化、自主化的方向发展。任务规划是无人机自主控制的重要组成部分。本文对无人机任务规划中的航迹规划和任务分配问题进行了研究。针对三维静态威胁环境下的无人机航迹规划问题,提出了两种改进蚁群算法。多重启发蚁群算法综合考虑无人机当前位置、待选位置以及目标位置三者之间的距离和威胁分布,并将这些先验知识构造为蚂蚁的多重启发信息,指引蚂蚁的路径搜索,证明了该算法的全局收敛性。同时提出了一种将人工势场法与蚁群算法相结合的人工势场蚁群算法,能够按照节点位置的势场力分布,进行确定性选择和概率性选择相结合的蚂蚁状态转移。试验结果表明两种改进算法能够获得优于单一的人工势场法和蚁群算法的规划结果,有效地缩短航迹规划时间,提高规划精度,得到最优的飞行航迹。提出了一种改进混合粒子群算法,在标准粒子群算法之中融入Boids鸟群模型的避撞机制,用以摆脱局部极小点的束缚,利用Powell算法对全局极值进行局部搜索。对改进混合粒子群算法的收敛性进行了...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>