无人机集群任务规划及控制仿真
发布时间：2023-09-29 01:31
随着无人机执行任务环境的复杂化,单一无人机所能执行的任务能力有限,生存能力也受到挑战,无人机的任务模式已经逐步从单平台执行任务向着集群化协同执行任务方向发展。而且,无人机技术不断发展,尤其是自主能力的不断提高,使得无人机具备了集群协同执行任务的能力。因此,无人机集群系统必将成为无人机设计领域的一个重要研究课题。本文针对无人机集群体系结构的设计,在无人机集群协同任务规划和协同飞行控制领域展开研究。无人机集群体系结构是研究无人机集群的基础,本文设计了一种动态集散式的体系结构,提高了无人机集群决策的效率与执行任务的安全性和可靠性;并阐明了该体系结构下的通讯方案和决策方案,对无人机集群中涉及的三种无人机进行设计与分析。任务规划是无人机执行任务的前提,包括任务分配和航迹规划。本文基于所设计的动态集散式体系结构,研究了无人机集群协同任务规划。针对典型的协同搜索攻击任务,考虑禁飞区的影响,建立了任务规划的数学模型;以执行任务最短时间为优化目标,提出了一种并行计算的多种群遗传算法,以任务为基因,以无人机分配得到的若干任务排列成染色体,通过多个种群的协同进化及种群间的基因交流,实现了任务规划问题求解的并...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 无人机集群概述
1.2.1 生物集群行为
1.2.2 无人机集群概念
1.3 研究现状及分析
1.3.1 国内外研究现状
1.3.2 无人机集群关键技术研究
1.4 本文主要内容
第二章 无人机集群系统体系结构与无人机单元
2.1 无人机集群方案
2.1.1 体系结构方案
2.1.2 多类型无人机单元方案
2.2 无人机总体设计
2.2.1 设计指标
2.2.2 气动布局选择
2.2.3 主要参数确定
2.2.4 外形设计
2.3 无人机性能分析
2.3.1 气动分析
2.3.2 平飞性能
2.3.3 爬升性能
2.3.4 起降性能
2.3.6 转弯性能
2.3.7 计算结果
2.4 本章小结
第三章 无人机集群协同任务规划
3.1 协同任务规划概述
3.1.1 任务规划概念
3.1.2 动态任务规划
3.2 任务规划问题建模
3.2.1 相关概念
3.2.2 问题描述
3.2.3 目标函数
3.2.4 约束条件
3.3 任务规划算法
3.3.1 并行计算的多种群遗传算法设计
3.3.2 初始群落及基本概念
3.3.3 适应度函数
3.3.4 种群内进化及基因影响度分析
3.3.5 基因交流与群落选择
3.3.6 终止条件
3.4 任务规划算例
3.5 本章小结
第四章 无人机集群协同飞行控制
4.1 基于指令的协同飞行控制方案
4.1.1 指令的概念
4.1.2 具体方案
4.2 协同编队飞行
4.2.1 问题描述
4.2.2 队形设计及指令生成
4.2.3 队形控制
4.3 协同搜索攻击
4.3.1 问题描述
4.3.2 数学模型
4.3.3 搜索算法
4.4 本章小结
第五章 无人机集群仿真平台开发
5.1 Matlab&C#混合编程概述
5.1.1 Matlab和 C#介绍
5.1.2 混合编程基本方法
5.1.3 C#中调用Matlab函数
5.2 仿真软件开发
5.2.1 需求分析
5.2.2 软件总体方案
5.2.3 数据结构层开发
5.2.4 软件算法层开发
5.2.5 界面显示层开发
5.3 仿真效果
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.1.1 主要工作
6.1.2 创新点
6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3849017
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 无人机集群概述
1.2.1 生物集群行为
1.2.2 无人机集群概念
1.3 研究现状及分析
1.3.1 国内外研究现状
1.3.2 无人机集群关键技术研究
1.4 本文主要内容
第二章 无人机集群系统体系结构与无人机单元
2.1 无人机集群方案
2.1.1 体系结构方案
2.1.2 多类型无人机单元方案
2.2 无人机总体设计
2.2.1 设计指标
2.2.2 气动布局选择
2.2.3 主要参数确定
2.2.4 外形设计
2.3 无人机性能分析
2.3.1 气动分析
2.3.2 平飞性能
2.3.3 爬升性能
2.3.4 起降性能
2.3.6 转弯性能
2.3.7 计算结果
2.4 本章小结
第三章 无人机集群协同任务规划
3.1 协同任务规划概述
3.1.1 任务规划概念
3.1.2 动态任务规划
3.2 任务规划问题建模
3.2.1 相关概念
3.2.2 问题描述
3.2.3 目标函数
3.2.4 约束条件
3.3 任务规划算法
3.3.1 并行计算的多种群遗传算法设计
3.3.2 初始群落及基本概念
3.3.3 适应度函数
3.3.4 种群内进化及基因影响度分析
3.3.5 基因交流与群落选择
3.3.6 终止条件
3.4 任务规划算例
3.5 本章小结
第四章 无人机集群协同飞行控制
4.1 基于指令的协同飞行控制方案
4.1.1 指令的概念
4.1.2 具体方案
4.2 协同编队飞行
4.2.1 问题描述
4.2.2 队形设计及指令生成
4.2.3 队形控制
4.3 协同搜索攻击
4.3.1 问题描述
4.3.2 数学模型
4.3.3 搜索算法
4.4 本章小结
第五章 无人机集群仿真平台开发
5.1 Matlab&C#混合编程概述
5.1.1 Matlab和 C#介绍
5.1.2 混合编程基本方法
5.1.3 C#中调用Matlab函数
5.2 仿真软件开发
5.2.1 需求分析
5.2.2 软件总体方案
5.2.3 数据结构层开发
5.2.4 软件算法层开发
5.2.5 界面显示层开发
5.3 仿真效果
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文工作总结
6.1.1 主要工作
6.1.2 创新点
6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3849017
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3849017.html
